TiO2和BaTiO3納米晶的水熱合成及其光電性能的研究.pdf

1、本文從如何制備高品質(zhì)半導(dǎo)體薄膜出發(fā)，采用水熱法制備了TiO2和BaTiO3納米薄膜。通過改變水熱反應(yīng)溫度和膠溶劑的濃度，實(shí)現(xiàn)了對(duì)納米晶在晶粒尺寸和表面形貌上的調(diào)控。將其用于制備染料敏化太陽能電池的光陽極，并研究其光電轉(zhuǎn)換性能，具體內(nèi)容如下:
　　 1)以鈦酸丁酯為原料，在堿性條件下水熱合成了銳鈦礦相TiO2納米晶。研究水熱反應(yīng)溫度對(duì)TiO2納米晶生長動(dòng)力學(xué)過程的影響規(guī)律。發(fā)現(xiàn)隨著溫度的升高，銳鈦礦相納米晶的平均晶粒尺寸先增大后減

2、小，與常見的酸性條件下TiO2納米晶合成中所觀察到的現(xiàn)象不同。將所合成的TiO2納米晶用于制備染料敏化太陽能電池的光陽極。光電轉(zhuǎn)換性能測試表明，電池的光電轉(zhuǎn)換性能隨著水熱反應(yīng)溫度的升高而增大，在220℃時(shí)獲得最大光電轉(zhuǎn)換效率4.05％。并討論了水熱反應(yīng)溫度對(duì)堿性條件下TiO2納米晶粒的生長動(dòng)力學(xué)過程和電池光電轉(zhuǎn)換性能的影響機(jī)制。
　　 2)采用四乙基氫氧化銨(TENOH)作為膠溶劑，在220℃下水熱合成了銳鈦礦TiO2納米晶。研

3、究了不同TENOH濃度對(duì)TiO2納米晶的粒徑尺寸、形貌及制備成電極后對(duì)其光電轉(zhuǎn)換效率的影響規(guī)律。結(jié)果表明，隨著TENOH的增加，晶粒尺寸先增大后減小;形貌主要以橢球形為主，逐漸形成少量的菱形、長方形。光電性能測試發(fā)現(xiàn)，TENOH加入量為1.5ml時(shí)，電池性能最好，光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到5.16％。
　　 3)以Ba(OH)2·8H2O和P25粉為原料，通過調(diào)節(jié)Ba/Ti生成BaTiO3和TiO2的復(fù)合結(jié)構(gòu)的納米晶，并探討了BaTiO3