WO3納米片陣列薄膜的制備及其光電化學(xué)性能研究.pdf

1、近年來，高度有序的三氧化鎢(WO3)納米結(jié)構(gòu)陣列薄膜成為光電材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。制備有序納米結(jié)構(gòu)陣列薄膜的常用方法有熱蒸發(fā)法、化學(xué)氣相沉積法、模板法及水熱法等。其中，水熱法具有反應(yīng)條件溫和、設(shè)備簡單、成本低廉且易于制備大面積薄膜等特點(diǎn)，因而受到眾多研究者的青睞。本文以FTO導(dǎo)電玻璃為基底，無需預(yù)制WO3籽晶層，采用水熱法合成并經(jīng)煅燒處理直接在FTO基底上制得WO3納米片陣列薄膜，并對(duì)其在光電化學(xué)池及染料敏化太陽能電池中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

2、
　　首先以鎢酸鈉和鹽酸為原料，草酸銨為添加劑，在120℃下水熱反應(yīng)12h后直接在FTO導(dǎo)電玻璃上生長得單晶WO3· H2O納米片陣列薄膜，納米片垂直于基底生長，厚度約為260±30 nm，薄膜厚度為1.3μm。對(duì)所得薄膜在450℃下煅燒后即獲得單斜相WO3納米片陣列薄膜，并表現(xiàn)出優(yōu)異的光電化學(xué)性能，在1.6 V(vs.Ag/AgCl)電位下，所得光電流密度為4.22 mA/cm2，高于生長在WO3籽晶層上的WO3納米片陣列薄膜的

3、光電流密度(3.05 mA/cm2)。
　　其次考察了不同水熱合成條件對(duì)產(chǎn)物形貌及結(jié)構(gòu)的影響，結(jié)果表明C2O42-對(duì)納米片陣列的形成具有重要的結(jié)構(gòu)導(dǎo)向作用。結(jié)合各因素對(duì)產(chǎn)物形貌和結(jié)構(gòu)的影響，初步提出了WO3·H2O納米片陣列可能的生長機(jī)理。
　　將N719染料敏化后的WO3納米片陣列薄膜作為光陽極(膜厚為1.3μm)組裝成染料敏化太陽能電池(DSSC)，測得電池的總光電轉(zhuǎn)化效率為0.0148％，最高IPCE值為13.3％;經(jīng)