1 中国石油大学(华东)1. 理学院
2 材料科学与工程学院, 青岛 266580
通过模板法制备钒酸铋(BiVO4)薄膜, 用溶胶-凝胶法制备铁电材料铁酸铋(BiFeO3)并对BiVO4进行修饰, 以半导体复合的方式提高BiVO4的光电化学性能。电化学测试结果表明, 经BiFeO3修饰后, BiVO4薄膜的光电化学性能有所提高, 其中经BiFeO3旋涂5次后的BiVO4薄膜具有最优的光电化学性能, 光电流密度达到0.72 mA·cm-2, 较未修饰样品提高了67.4%。利用外场极化调节能带弯曲可以显著地提高BiVO4/nBiFeO3铁电复合物的光电化学性能, 复合物经正极化20 V电压处理后的光电流密度最高为0.91 mA·cm-2, 比BiVO4薄膜提升了1倍以上, 具有良好的光电化学性能。BiFeO3与BiVO4复合后有利于形成异质结, 促进光生电子、光生空穴的产生与分离, 并且外场极化调节能带弯曲使光生电荷加速转移, 是铁电复合物光电化学性能提高的主要原因。
BiVO4 BiFeO3 铁电复合材料 光电化学性能 BiVO4 BiFeO3 ferroelectric composite material photoelectrochemical property
采用水热法制备(001)晶面裸露的TiO2纳米片阵列薄膜, 并采用水热法进行CdS纳米颗粒复合, 探讨不同水热反应时长对复合薄膜结构及性能的影响。为 了提高复合薄膜的光电化学性能, 在水热反应过程中引入Cu前驱体, 并探讨不同掺杂浓度对复合薄膜性能的影响。研究结果表明Cu元素掺杂有效拓宽了CdS复 合TiO2纳米片阵列薄膜(CdS/TiO2)的光吸收范围, 并且提高了CdS/TiO2的光电化学性能。当水热反应3 h, Cu掺杂浓度为1∶1 000时, CdS/TiO2的光电性能达 到最佳。
硫化镉 水热法 二氧化钛纳米片薄膜 光电化学性质 CdS hydrothermal method TiO2 nanosheet array film photoelectrochemical property
1 中国石油大学(华东) 理学院, 青岛 266580
2 青岛洛克环保科技有限公司, 青岛 266071
3 淄博盛金稀土新材料科技股份有限公司, 淄博 255039
通过阳极氧化法在乙二醇电解液中制备TiO2纳米管阵列, 以钼酸钠和亚硒酸为原料, 改变原料的浓度配比以及沉积电压, 电化学还原沉积MoSe2对TiO2纳米管阵列进行修饰, 以半导体复合的方式提高TiO2的光电化学性能。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对复合物进行物相、形貌分析, 通过电化学工作站测试复合材料的线性伏安曲线、交流阻抗。结果表明, MoSe2与TiO2形成了p-n异质结, 降低了光生电子和空穴的复合以及电荷转移电阻显著降低, 使载流子浓度、光电流密度明显增大。沉积电压为-0.5 V, 2 mmol/L H2SeO3沉积30 s, 经过300 ℃热处理的MoSe2/TiO2复合材料具有优异的光电化学性能, 在0 V偏压条件下光响应电流密度为1.17 mA/cm 2, 是空白样品的3倍, 电荷转移电阻从331.6 Ω/cm 2下降到283.9 Ω/cm 2。当热处理温度为330 ℃时, MoSe2会发生团聚, 堵塞TiO2基底, 使得MoSe2/TiO2吸光能力减弱, 综合性能变差。
TiO2 纳米管阵列 MoSe2 电化学沉积 光电化学性能 TiO2 nanotube arrays MoSe2 electrochemical deposition photoelectrochemical property
西北农林科技大学 理学院, 陕西 咸阳 712100
采用两步水热法, 在FTO基底上制备了ZnO/CdS阵列薄膜。利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对样品的形貌和结构进行了表征, 发现通过改变水热前驱体溶液中的表面活性剂, 可以有效改变ZnO/CdS光电极的形貌。制备了一维和三维结构的ZnO/CdS薄膜, 以制备的薄膜作为光电极, 研究了其光电化学性能, 发现三维ZnO/CdS电极具有更高的光电流密度和能量转化效率, 分析了电极光电化学性能提升的内在机制。
纳米片 异质结 光电化学性能 水热法 分解水 光电极 nanosheet heterojunction photoelectrochemical property hydrothermal method water splitting photoelectrode
1 西南交通大学 超导与新能源研究开发中心，材料先进技术教育部重点实验室， 成都610031
2 新南威尔士大学 材料科学与工程学院，悉尼2052
在酸性溶液中利用恒电位沉积法在导电玻璃(ITO)上沉积Cu2O薄膜，并以KCl为添加剂对其进行掺杂，采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和X射线衍射谱(XRD)等手段研究了氯掺杂对Cu2O表面形貌和晶体结构的影响。紫外-可见吸收光光谱确定得到的Cu2O和Cl掺杂Cu2O(Cu2O-Cl)样品的禁带宽度分别为1.98和1.95eV。根据表面光电压谱和相位谱，掺杂前后的Cu2O均为n型，Cu2O-Cl有更强的表面光电压响应。场诱导表面光电压谱结果表明未掺杂Cl的Cu2O在加负偏压时易形成反型层；氯离子的掺杂引入杂质能级可以提高n型导电性。光电化学性能测试发现，以Cu2O、Cu2O-Cl为光阳极组成的光化学太阳电池，在大气质量AM 1.5G、100mW/cm2标准光强作用下光电转换效率分别为0.12%和0.51%。
Cl掺杂 表面光电压谱 相位谱 光电化学性能 Cu2O Cu2O Cl-doped surface photovoltage spectrum phase spectrum photoelectrochemical property
