Cu2ZnSnS4單晶納米片陣列的制備與應用研究.pdf

1、Cu2ZnSnS4單晶納米片陣列的制備單晶納米片陣列的制備與應用與應用研究研究FabricationapplicationresearchofCu2ZnSnS4singlecrystallinenanosheetarrays學科專業(yè)：材料學研究生：李博君指導教師：杜希文教授天津大學材料科學與工程學院二零一四年十二月摘要本文首先在FTO基底上制備了單晶結(jié)構(gòu)的CuS納米片陣列，然后以其為模板，通過離子交換得到了Cu2ZnSnS4（CZTS）

2、單晶納米片陣列，并分別探討了CZTS納米片陣列作為光電化學產(chǎn)氫光陰極，CuS和CZTS納米片陣列作為量子點敏化太陽能電池對電極的性能特點與應用前景。主要取得以下成果：成功地用氣相硫化法制備了CuS單晶納米片陣列，然后以該結(jié)構(gòu)的納米片為模板，用離子交換的方法得到了直接生長于FTO表面的CZTS單晶納米片陣列。并對二者進行了基本的結(jié)構(gòu)表征和物相表征，分別探討了其形成機理。將CZTS單晶納米片陣列應用于光電化學產(chǎn)氫光陰極材料，并且系統(tǒng)地對比了

3、三維CZTS單晶納米片陣列結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的CZTS多晶薄膜的性能差別，發(fā)現(xiàn)CZTS單晶納米片陣列具有限光效應、更長的載流子壽命、更大的比表面積，因而可以獲得高于CZTS薄膜結(jié)構(gòu)2.2倍的光電流值。將CuS單晶納米片陣列和CZTS單晶納米片陣列分別應用為量子點敏化太陽能電池的對電極材料。并且將二者性能與傳統(tǒng)的Pt電極進行了對比，發(fā)現(xiàn)二者的對電極性能都明顯優(yōu)于傳統(tǒng)Pt電極，CZTS單晶納米片陣列有顯著的催化性能和傳輸性能，CuS單晶納米片陣列具