納米二氧化鈦薄膜的制備及其光電性能研究.pdf

1、納米二氧化鈦薄膜具有制備簡單、成本低廉、化學(xué)穩(wěn)定性好且無毒的優(yōu)點，是一種應(yīng)用廣泛的無機材料。針對TiO2禁帶寬度較寬，對可見光不敏感只對紫外光敏感的特性，我們研究納米TiO2薄膜的紫外光電響應(yīng)特性，以期待做出成本低、性能高、響應(yīng)快的紫外光探測器。 本文采用溶膠凝膠法制備了TiO2納米晶，并采用浸漬提拉法在ITO導(dǎo)電玻璃上制備了多孔的TiO2薄膜，通過XRD、紅外光譜、光致發(fā)光譜、AFM、紫外可見吸收譜等手段對樣品的晶型、結(jié)構(gòu)、形

2、貌、光學(xué)性質(zhì)進行了測試。以制備好的TiO2薄膜為工作電極，飽和甘汞電極為參比電極，鉑絲為對電極，Na2SO4為電解液，制成了光電化學(xué)電池紫外光探測器，對TiO2薄膜電極的光電特性進行了研究。 研究表明銳鈦礦相的TiO2由于晶格內(nèi)有較多的缺陷和位錯，具有較多的氧空位來俘獲光生電子，因而比金紅石相有更強的光電活性。另外膜厚對光電流強度也有顯著影響，膜層越厚，對紫外光的吸收越強，生成的電子空穴對越多，所產(chǎn)生的光電流也就越強。但達到一定

3、厚度后，電子空穴復(fù)合的幾率增加，光電流開始隨膜厚的增大而逐漸減小。薄膜電極在310nm紫外光照射下有最佳光電流，且隨著電極電位的增加，光電流有增強的趨勢，當(dāng)電位達到0.4V時，光電流達到飽和。光照瞬間，薄膜響應(yīng)迅速，響應(yīng)時間不到1s，光電流在100s內(nèi)無變化。研究發(fā)現(xiàn)光電流的大小還與電解液濃度和PH值有關(guān)，電解液濃度較高，PH值較大時光電流較強。PEG的加入增加了薄膜表面的多孔結(jié)構(gòu)，增大了薄膜與電解液的接觸面積，為載流子的傳輸創(chuàng)造了有力