2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、太陽能的光電轉(zhuǎn)換利用是解決目前較為普遍的能源匱乏及環(huán)境污染問題的一條重要途徑,因而研究和開發(fā)具有光電轉(zhuǎn)換能力的半導(dǎo)體材料是太陽能高效利用的關(guān)鍵。在眾多的半導(dǎo)體材料中,氧化鎢因性能穩(wěn)定、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)成為目前最具應(yīng)用前景的光電轉(zhuǎn)換材料之一,但其光生電子-空穴易復(fù)合限制了器件的光電性能?;诖耍狙芯吭趯?dǎo)電玻璃基底上負(fù)載石墨烯—氧化鎢復(fù)合薄膜,并以該復(fù)合薄膜為底層制備兼具電子快速傳輸和長光程的雙層結(jié)構(gòu)薄膜。從而利用石墨烯良好的電子傳輸性能對

2、氧化鎢進(jìn)行改性,有效地抑制光生電子-空穴復(fù)合,提高氧化鎢基材料的光電轉(zhuǎn)化性能。論文主要內(nèi)容如下:
  首先采用水溶性高聚物作為橋聯(lián)劑,通過浸漬提拉法制備還原氧化石墨烯(RGO)—氧化鎢復(fù)合薄膜(G-WNC)。薄膜組成均勻,氧化鎢顆粒為20 nm左右。對于厚度為3.5μm左右的薄膜,復(fù)合薄膜光電流為0.96 mA/cm2(1.20 V vs.Ag/AgCl),是氧化鎢薄膜(WNC)的2.13倍。對含有不同濃度的氧化石墨烯(GO)的前

3、驅(qū)體而言,薄膜光電流隨前驅(qū)體中GO濃度的變化而變化,當(dāng)GO濃度為0.960mg/mL時(shí)光電流提升效果最明顯,其光電流為純氧化鎢薄膜的2.07倍。
  其次,采用瞬態(tài)光電流法和強(qiáng)度調(diào)制光電流法研究了薄膜電極光電作用下界面上的電荷轉(zhuǎn)移過程和電荷的傳輸。研究發(fā)現(xiàn),復(fù)合RGO后,光生電子的傳輸速率獲得提高,減小了電子的傳輸時(shí)間,為氧化鎢薄膜的47.5%;同時(shí)電子的快速傳輸抑制了電子—空穴的復(fù)合,延長了電子—空穴對壽命。
  在上述研

4、究基礎(chǔ)上,為進(jìn)一步提高薄膜器件的光程和電子傳輸能力,采用浸漬提拉和水熱法制備雙層結(jié)構(gòu)薄膜。底層氧化鎢復(fù)合RGO后,在電位為1.20 V(vs.Ag/AgCl)時(shí),雙層結(jié)構(gòu)薄膜的光電流提升了53.8%;外加1.00 V偏壓和355 nm波長照射時(shí),入射光子光電轉(zhuǎn)換效率(IPCE)從31.33%提升到39.52%。通過紫外—可見漫反射與IPCE聯(lián)合分析可知,RGO在復(fù)合物中的主要作用是抑制電子—空穴復(fù)合,促進(jìn)電子傳輸。最后,以雙層結(jié)構(gòu)薄膜為

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