硫化氧化两步法提高(110)取向ZnO纳米片比表面及其光电极应用.pdf

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1、物理化学学~(WuliHuaxueXuebao)SeptemberActaP．一Chim．Sin．2013，29(9)，1975-1980l975[Article】doi：10．3866／PKU．WHXB201306212www．whxb．pku．edu．cn硫化氧化两步法提高(110)取向ZnO纳米片比表面及其光电极应用魏玉龙1,2包春雄高皓黄欢于涛，邹志刚f南京大学固体微结构物理国家重点实验室，南京210093；南京大学物理学院环境材料与再生能源研究中心，南京210093；南京大学材料科学与工程系，

2、南京210093)摘要：以硫代乙酰胺为硫源，通过一种较温和的溶剂热法先将生长于氟掺杂的SnO：(FTO)导电玻璃上的ZnO纳米片硫化．再将其在空气中高温焙烧氧化，利用ZnO／ZnS晶格的膨胀收缩效应使ZnO纳米片表面粗糙化，达到提高其比表面积的目的．系统研究了该硫化氧化两步法中ZnO纳米片、硫化后的ZnS纳米片、硫化氧化后的ZnO纳米片薄膜的形貌、物相、比表面积及孔径分布的变化．并将硫化氧化前后两种ZnO纳米片阵列薄膜制成染料敏化太阳电池的光电极，分别对电池的电流密度一电压(J一特性进行了表征．实验结果

3、表明，经过硫化氧化后的ZnO纳米片的比表面积大约是未经该处理的ZnO纳米片的2倍，同时前者的太阳电池光电转换效率(IPCE)相对于后者提高33％．关键词：ZnO纳米片：硫化．氧化两步法：比表面积：光电极中图分类号：0649IncreasingSpecificSurfaceAreaof(110)-OrientedZnONanosheetsbySulfuration--OxidizationTreatmentforPhotoelectrodeApplicationsWEIYu-Long’。BAOChun—X

4、iong’lGAOHao’'HUANGHuan’’YUrao’，’ZOUZhi—Gang’''。fNationalLaboratoryofSolidStateMicrostructures，NanjingUniversity,Nanjing210093，R．China；2Eco-materialsandRenewableEnergyResearchCenter,DepartmentofPhysies,NanjingUniversity,Nanjing210093．P’R．China；3Departmen

5、tofMaterialsScienceandEngineering,NanjingUniversity,Nanjing210093PR．China)Abstract：ToincreasethespecificsurfaceareaofZnOnanosheets，asulfurationandoxidizationtreatmentwasintroduced．First．ZnOnanosheetsweregrownbythehydrothermalmethodataIowtemperatureonthec

6、onductivesideofthefluorine．dopedtinoxide(FTO)conductiveglass．ThesamemethodwasthenusedtoobtainZnSnanosheetsbydippingtheFTOwithZnOnanosheetsintotheprecursorofthethioacetamideaqueoussolution．Intheend，ZnOnanosheetsweregainedagainbysinteringZnSnanosheetsatahi

7、ghtemperaturejnaDairatmosphere．TheefedsofthetreatmentonZnOnanosheetswerestudiedwithrespecttomorphology,structure，specificsurfacearea，andporesizedistributions．TheresultsshowedthatthespecificsurfaceareaofZnOnanosheetscanbedoubledafterthesulfurationandoxidi

8、zationtreatment．Thesampleswerealsointroducedintothephotoelectrodeofdye—sensitizedsolarcells(DSSCs)andtheirdye-loading，currentdensity-voltage(J一、／)，andthemonochromaticincidentphoton-to—electronconversionefficiency(1PCE)were