氧化鋅復合薄膜的制備及光電化學性質研究.pdf

1、由于ZnO具有良好的光電性質及電子轉移行為，在許多領域有廣泛的應用前景，如氣體傳感器、催化劑、發光二極管、光電探測器、陶瓷、場致發光電設備，場效應晶體管以及太陽能電池。人們已合成不同形貌的納米ZnO，如:納米顆粒、納米線、納米棒、納米花狀以及納米片，并且研究了其在染料敏化太陽能電池中的應用。近年來，如何提高太陽能的利用率引起了廣泛關注，制備了一系列太陽能電池電極新材料。
　　本論文在合成ZnO納米顆粒和ZnO納米薄片的基礎上，利用

2、提拉涂覆法和電化學沉積法，制備多種復合薄膜。利用掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、X-射線衍射儀(XRD)對所得復合薄膜進行表征，并且研究各種薄膜的光電轉換性質，探討復合薄膜在太陽能電池中的應用。論文最后研究了魯米諾的電化學發光行為及ZnO對電化學發光的影響。
　　主要研究內容如下:
　　1.電化學還原法一步制ZnO/Se/RGO復合薄膜及光電轉換性質的研究
　　利用導電玻璃為工作電極、鉑片為對電極、

3、飽和甘汞電極為參比電極，在恒電位下，一步電化學沉積法制備ZnO/Se/RGO復合薄膜。利用X-射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、紫外-可見分光光度計對所得復合薄膜進行表征。結果表明:片層的ZnO、珊瑚狀的Se與還原氧化石墨烯(RGO)三者均勻地復合在一起。對所得復合薄膜的光電轉換性質及機理進行了詳細研究，通過在KI溶液中加入H2O2，探討電解質體系對光電轉換性質的影響。結果表明:復合薄膜較之單體薄膜具有更好的光電轉換性質，最佳的電解質體系（即

4、KI-I2溶液）可以使光電轉換電流強度提高一倍以上。由于ZnO/Se/RGO復合薄膜具有優良光電化學活性，在可見光輻射下可以產生強而穩定的光電流，因此可以用作太陽能電池材料。
　　2.ZnO/Au/TiO2納米復合薄膜的制備及光電化學活性
　　以含有Au和ZnO納米顆粒的氫氧化鈦溶膠作為成膜液，通過浸漬-提拉及灼燒處理，在導電玻璃表面制備ZnO/Au/TiO2復合薄膜。利用X-射線衍射儀、掃描電子顯微鏡等方法對所得產物進行表

5、征。結果表明，Au和ZnO納米顆粒均勻地分布在多孔TiO2薄膜上。測試結果表明，通過TiO2、 ZnO和Au三組分的協同效應促進了光吸收和光生電荷分離，使ZnO/Au/TiO2復合薄膜在可見光下具有較好的光電轉換性質，可用作太陽能電池材料。
　　3.基于玻碳電極的魯米諾電化學發光分析
　　采用循環伏安技術，系統地研究了魯米諾在玻碳電極上的電化學發光行為，通過一系列實驗，探討了可能的電化學發光機理及影響因素，包括ZnO對魯米諾