CdS、CdSe敏化ZnO納米棒陣列薄膜電極的制備及其光電化學(xué)性能研究.pdf

1、煤、石油和天然氣在我們的生活中起著非常重要的作用，由于這些化石燃料的儲(chǔ)量有限，在將來(lái)會(huì)消耗殆盡。另外，化石燃料燃燒產(chǎn)生二氧化碳，其濃度在大氣中的快速增長(zhǎng)已經(jīng)影響到了氣候，導(dǎo)致全球的溫室效應(yīng)。在這種情況下，光伏太陽(yáng)能電池作為一種可再生的清潔能源越來(lái)越引起人們的關(guān)注。 自1991年以來(lái)，敏化太陽(yáng)能電池因其具有成本低廉、制作工藝簡(jiǎn)單以及性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)成為太陽(yáng)能研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。研究工作者進(jìn)行了大量的試驗(yàn)來(lái)提高太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率

2、，其中敏化劑的光學(xué)吸收性能是影響太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)換效率最重要的原因之一。目前，有機(jī)染料作為敏化劑所取得的效率最高，但由于有機(jī)染料存在價(jià)格昂貴、性質(zhì)不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，限制了其在敏化電池上的應(yīng)用。 無(wú)機(jī)納米半導(dǎo)體材料制備方法簡(jiǎn)單廉價(jià)，且由于其特殊的尺寸效應(yīng)及其較大的消光系數(shù)，成為一種可取代有機(jī)染料分子的光敏材料。本論文分別制備了CdS，CdSe敏化ZnO納米棒陣列薄膜電極，并研究了復(fù)合電極的光電化學(xué)性能。 首先，采用水熱法制備了Zn

3、O納米棒陣列薄膜，并通過化學(xué)浴沉積技術(shù)將CdS沉積在ZnO電極表面形成ZnO@CdS核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合膜電極。采用三電極體系測(cè)試其光電性能，相比于ZnO納米棒薄膜電極、CdS納米晶薄膜電極，核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合膜電極的性能有了顯著提高。此外，研究了ZnO的形貌、CdS納米晶的沉積時(shí)間對(duì)ZnO@CdS核殼結(jié)構(gòu)納米棒薄膜電極光電性能的影響。研究表明，一維棒狀ZnO陣列薄膜及合適的CdS沉積時(shí)間，是太陽(yáng)能電池獲得高轉(zhuǎn)換效率的重要條件。 其次，采用化