cdstio_2、niotio_2异质结的高压制备及其光电性能研究

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1、分类号：O484单位代码：10183研究生学号：2013932040密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位）吉林侯大洁CdS/TiO2、NiO/TiO2异质结的高压制备及其光电性能研究学白High-pressuresynthsisofCdS/TiO2、NiO/TiO2heterostructureandtheirphotoelectricperformance作者姓名：牛佳生专业：凝聚态物理研究方向：太阳能电池指导教师：付乌有教授培养单位：原子与分子物理研究所2016年5月ＣｄＳ／Ｔｉ〇２、ＮｉＯ／Ｔｉ〇２异质结的高压

2、制备及其光电性能研究－ＨｉＯ／Ｔｉ〇ｈｅｔｅｒｏｓｔｍｃｔｕｒｅｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅｓｙｎｔｈｓｉｓｏｆＣｄＳ／Ｔｉ〇２、Ｎ２ａｎｄｔｈｅｉｒｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｐ作者姓名：牛佳生专业名称；凝聚态物理＊指导教师：付乌有教授学位类别：理学硕±＂答辩曰期；／年月曰７＾ｉ５／未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权

3、的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕±学位论文原创性声明，本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本。文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中明确方式标明本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。？学位论文作者签名：曰期：年月７曰２／＾中文摘要CdS/TiO2、NiO/TiO2异质结的高压制备及其光电性能

4、研究论文作者：牛佳生指导教师：付乌有教授专业名称：凝聚态物理近年来，随着世界经济的飞速发展，全球工业化进程的不断推进，人们对地球资源的大量消耗，目前摆在人类面前的两大难题：1、能源短缺2、环境污染。随之而来的是酸雨、雾霾、温室效应等自然灾害的频繁发生，因而，寻找绿色环保，可再生的新能源已经成为全人类必须直面的首要问题之一。太阳能因其资源丰富，绿色环保，可循环使用等优点而备受人们的瞩目。太阳能电池是太阳能的重要应用途径之一，因其经济实惠，无噪音，无污染，发展迅速，受到了研究人员的广泛关注。二氧化钛纳米材料因其具有合适的价带

5、、导带位置，化学性能稳定、良好的光活性、低成本、无毒无害等优点，被广泛应用于太阳能光电转换及光催化领域。其中，TiO2纳米线因为具有很高的比表面积和很好的表面载流子传输速率，受到了科研工作者的喜爱。但由于TiO2是一种宽带隙的半导体材料，仅能吸收太阳光中的紫外光，而紫外光在太阳光中的占有量不到5%，为了解决这一难题，科研工作者从很多方面对二氧化钛进行了改性研究，如离子掺杂、半导体复合、量子点敏化等。其中量子点敏化是最近的研究热点之一，因为CdS、NiO等半导体和TiO2之间都存在着很好的能级匹配关系，所以常用来作为光敏剂

6、，来拓宽TiO2的光吸收范围，提高其光电性能。目前，科研人员常用的量子点敏化方法是连续离子层吸附法，但是由于在化学合成过程中，会受到空间位阻等因素的影响，使样品形成异质结的有效面积有限，大大影响了其光电性能的提高。近几年，随着高温高压技术的不断发展，高温高压在新性能，新结构材料的发现与合成中展现出其独有的优势，比如：合成样品的时间更短，效率更高；可以用来提升物质的质密度，增加阳离子的配位数；可以调制反应物与生成物吉布I斯自由能，按预期方向，制备出目标产物等。同时，科研人员还发现随着压力和温度的变化，可以有效地调节样品中原

7、子的间距，进而影响其排布规律的变化，引发样品中电子结构的改变，因而，在压力和温度的双重作用下，对半导体材料而言，它在一定程度上可以使半导体材料的能带间隙发生改变，进而影响其光电性能。基于高温高压技术在材料合成上具有如此多的优势，本论文首次采用高温高压的方法，在高温高压条件下进行CdS/TiO2、NiO/TiO2异质结的制备，并对其光电性能进行了研究。本论文主要内容如下：（1）以钛酸四丁酯乙醇溶液和氢氧化钠水溶液为反应物，通过水热法，先制备出白色沉淀（Na2Ti3O7），经稀盐酸反复离心清洗，80℃烘干，600℃退火制备出

8、TiO2纳米线。对其进行SEM表征，发现其平均直径约为200nm左右。在此基础上，我们采用连续离子层吸附法（SILAR），对TiO2进行了CdS量子点的敏化，通过FESEM、XRD、TEM等测试手段对CdS/TiO2进行表征，发现已经成功将CdS复合到了TiO2上，CdS量子点大约在10nm左右。然后，我们将制备好的