WO3纳米片阵列薄膜的制备及其光电化学性能研究

《WO3纳米片阵列薄膜的制备及其光电化学性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中图分类号UDC硕士学位论文学校代码密级10533W03纳米片阵列薄膜的制备及其光电化学性能研究SythesisandphotoelectrochemicalpropertiesofverticallyalignedW03nanoplatearrays作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：杨娇冶金工程材料制备物理化学化学化工学院李洁教授答辩委员会主席中南大学2013年5月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发

2、表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：埤学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：样导师签日期：丑驻年士月丑旱W

3、03纳米片阵列薄膜的制备及其光电化学性能研究摘要：近年来，高度有序的三氧化钨(W03)纳米结构阵列薄膜成为光电材料领域的研究热点。制备有序纳米结构阵列薄膜的常用方法有热蒸发法、化学气相沉积法、模板法及水热法等。其中，水热法具有反应条件温和、设备简单、成本低廉且易于制备大面积薄膜等特点，因而受到众多研究者的青睐。本文以FTO导电玻璃为基底，无需预制W03籽晶层，采用水热法合成并经煅烧处理直接在FTO基底上制得W03纳米片阵列薄膜，并对其在光电化学池及染料敏化太阳能电池中的应用进行了研究。首先以钨酸钠和盐酸为原料，草酸铵为添加剂，在120℃下水热反

4、应12h后直接在FTO导电玻璃上生长得单晶W03·1-120纳米片阵列薄膜，纳米片垂直于基底生长，厚度约为260±30nm，薄膜厚度为1．31．u'n。对所得薄膜在450℃下煅烧后即获得单斜相W03纳米片阵列薄膜，并表现出优异的光电化学性能，在1．6V(vs．Ag／AgCl)电位下，所得光电流密度为4．22mA／cm2，高于生长在W03籽晶层上的WO，纳米片阵列薄膜的光电流密度(3．05mA／cm2)。其次考察了不同水热合成条件对产物形貌及结构的影响，结果表明C2042"对纳米片阵列的形成具有重要的结构导向作用。结合各因素对产物形貌和结构的影响

5、，初步提出了W03·H20纳米片阵列可能的生长机理。将N719染料敏化后的W03纳米片阵列薄膜作为光阳极(膜厚为1．3lma)组装成染料敏化太阳能电池(DSSC)，测得电池的总光电转化效率为0．0148％，最高IPCE值为13．3％；经TiCl4处理后，电池性能显著提高，电池的总光电转化效率达到O．169％，比未处理的W03纳米片阵列DSSC提高了近1O倍，最高IPCE值达到29％。图42幅，表3个，参考文献111篇关键词：W03纳米片阵列；水热法；光阳极；光电化学性能；染料敏化太阳能电池分类：0649．4IIISythesisandphoto

6、elec订ochemicalpropertiesofverticallyalignedW03nanoplatearraysAbstract：Recently,highlyorderednanostructuredtungstentrioxide(W03)arrayshavebecomehottopicinthefieldofphotoelectricmaterials．Well．alignednanostructuredW03arrayscouldbeobtainedbythermal．evaporation，chemicalvapordepo

7、sition(CVD)，templatemethodandhydrothermalapproach．Hydrothermalapproachstandsouttobeapromisingroutebecauseofitsmeritsoflowreactiontemperature，simpleequipment，lowcostandeasinessforscalingup．Inthispaper,wedemonstrateafacialhydrothermalsynthesisofverticallyalignedhydratedW03nano

8、platearraysgrowndirectlyonFTOglasswithouttheassistanceofaW03seedlayer．Theas