氧化鋅復(fù)合薄膜的制備及光電化學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、由于ZnO具有良好的光電性質(zhì)及電子轉(zhuǎn)移行為，在許多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景，如氣體傳感器、催化劑、發(fā)光二極管、光電探測(cè)器、陶瓷、場(chǎng)致發(fā)光電設(shè)備，場(chǎng)效應(yīng)晶體管以及太陽(yáng)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(yáng)能電池中的應(yīng)用。近年來(lái)，如何提高太陽(yáng)能的利用率引起了廣泛關(guān)注，制備了一系列太陽(yáng)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(chǔ)上，利用

2、提拉涂覆法和電化學(xué)沉積法，制備多種復(fù)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(duì)所得復(fù)合薄膜進(jìn)行表征，并且研究各種薄膜的光電轉(zhuǎn)換性質(zhì)，探討復(fù)合薄膜在太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用。論文最后研究了魯米諾的電化學(xué)發(fā)光行為及ZnO對(duì)電化學(xué)發(fā)光的影響。
　　主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.電化學(xué)還原法一步制ZnO/Se/RGO復(fù)合薄膜及光電轉(zhuǎn)換性質(zhì)的研究
　　利用導(dǎo)電玻璃為工作電極、鉑片為對(duì)電極、

3、飽和甘汞電極為參比電極，在恒電位下，一步電化學(xué)沉積法制備ZnO/Se/RGO復(fù)合薄膜。利用X-射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)對(duì)所得復(fù)合薄膜進(jìn)行表征。結(jié)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(fù)合在一起。對(duì)所得復(fù)合薄膜的光電轉(zhuǎn)換性質(zhì)及機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)研究，通過(guò)在KI溶液中加入H2O2，探討電解質(zhì)體系對(duì)光電轉(zhuǎn)換性質(zhì)的影響。結(jié)果表明:復(fù)合薄膜較之單體薄膜具有更好的光電轉(zhuǎn)換性質(zhì)，最佳的電解質(zhì)體系（即

4、KI-I2溶液）可以使光電轉(zhuǎn)換電流強(qiáng)度提高一倍以上。由于ZnO/Se/RGO復(fù)合薄膜具有優(yōu)良光電化學(xué)活性，在可見(jiàn)光輻射下可以產(chǎn)生強(qiáng)而穩(wěn)定的光電流，因此可以用作太陽(yáng)能電池材料。
　　2.ZnO/Au/TiO2納米復(fù)合薄膜的制備及光電化學(xué)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(guò)浸漬-提拉及灼燒處理，在導(dǎo)電玻璃表面制備ZnO/Au/TiO2復(fù)合薄膜。利用X-射線衍射儀、掃描電子顯微鏡等方法對(duì)所得產(chǎn)物進(jìn)行表

5、征。結(jié)果表明，Au和ZnO納米顆粒均勻地分布在多孔TiO2薄膜上。測(cè)試結(jié)果表明，通過(guò)TiO2、 ZnO和Au三組分的協(xié)同效應(yīng)促進(jìn)了光吸收和光生電荷分離，使ZnO/Au/TiO2復(fù)合薄膜在可見(jiàn)光下具有較好的光電轉(zhuǎn)換性質(zhì)，可用作太陽(yáng)能電池材料。
　　3.基于玻碳電極的魯米諾電化學(xué)發(fā)光分析
　　采用循環(huán)伏安技術(shù)，系統(tǒng)地研究了魯米諾在玻碳電極上的電化學(xué)發(fā)光行為，通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)，探討了可能的電化學(xué)發(fā)光機(jī)理及影響因素，包括ZnO對(duì)魯米諾