多酸%2f半导体纳米复合膜制备及其光电性能的研究

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1、学校代码：—102—00分类号：06_1研究生学号：密级：⑧东牡知予蕴大季博士学位论文10200200610185多酸／半导体纳米复合膜的制备及其光电，陡能研究PreparationandPhotovoltaicPropertiesofPolyoxometalates／SemiconductorNanocompositeFilm作者：杨耀彬指导教师：学科专业：研究方向：许林教授无机化学多酸化学东北师范大学学位评定委员会2011年5月独创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下独立进行研究工作所取

2、得的成果。据我所知，除了特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。对本人的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：拉查刨I-日期：超“：2学位论文使用授权书本学位论文作者完全了解东北师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：东北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权东北师范大学可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编本学位论文。同意将本学位论文收录到《中国

3、优秀博硕士学位论文全文数据库》(中国学术期刊(光盘版)电子杂志社)、《中国学位论文全文数据库》(中国科学技术信息研究所)等数据库中，并以电子出版物形式出版发行和提供信息服务。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：日期：学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：指导教师签名：7日期：上雌电话：邮编：摘要利用太阳能解决日益迫近的能源枯竭问题是当前国内外的热点课题，而开发高性能的光电功能材料是太阳能有效利用的基础，如何提高半导体材料的光电性能仍然是当今材料科学中的一个研究热点。多金属氧酸盐(简称

4、多酸)独特的结构和丰富的物理化学性质使其具有较强电子接受能力，非常适合作为光伏电极的光电子接受体。本论文以多金属氧酸盐为活性组分，结合酞菁、碳纳米管和无机半导体材料独特的物理化学性质，通过自组装技术构筑了多酸基纳米复合膜。并研究了多酸的协同作用对各种纳米复合膜光电性能的影响。利用多酸的强电子接受能力和酞菁的光电性能，通过交替沉积自组装技术制备了Dawson型钼磷酸和氨基酞菁钴复合光伏电极材料。在紫外光照射下的光电测试表明：Dawson型钼磷酸／氨基酞菁钴复合膜电极比单纯氨基酞菁钴敏化电极显现出更高的光电流和转

5、换效率。并且增加的光电流并不是多酸和酞菁光响应的简单加和，而是由于酞菁和多酸之间的光致电子转移增加了激发电子一空穴对的有效分离所致。本研究是首例通过多酸的协同作用来提高有机半导体材料的光电性能。利用碳纳米管优良的导电性和多酸的强电子接受能力对阿利新蓝的光电性能进行调控。通过交替沉积自组装技术制备了一系列由水溶性阳离子酞菁阿利新蓝、碳纳米管和Dawson型钼磷酸构筑的光伏电极材料。在紫外光照射下的光电响应结果表明：碳纳米管／阿利新蓝复合膜电极比单纯阿利新蓝敏化电极显现出更高的光电流和转换效率。而Dawson型钼

6、磷酸／碳纳米管／阿利新蓝复合膜电极在一系列电极中显现出最高的光电响应。这主要归因于这些电极的光致电子转移和有效传输程度的不同。本研究的意义不仅在于光电响应的提高，而且在于尝试了通过结合不同带隙和导电性的材料调控光敏电极的光电性能。这对进一步开发有应用前景的新型光电材料有着深远意义。采用交替沉积自组装技术，研究多酸对无机半导体／有机光电材料复合电极光电性质的影响。制备了一系列由磺酸酞菁铜、Ti02和Dawson型钨磷酸构筑的光伏电极材料。光电测试表明：有机／无机半导体光电材料复合电极比单纯的无机、有机半导体敏化

7、电极显现了较高的光电响应，而多酸的介入又使复合电极光电性能有了进一步提高。证明了可以通过多酸的协同作用来提高无机半导体和有机光电复合材料的光电性质。在非水溶剂中，利用交替沉积自组装技术，将Dawson型钨磷酸和不溶性氨基酞菁钴组装到纳米复合膜中，制备了对C103-具有双功能电催化性能的修饰电极。UV-vis揭示了复合膜的均匀增长。原子力显微镜展现了复合膜的表面形貌。循环伏安曲线表明了修饰电极对C103-具有双功能电催化功能。关键词：多金属氧酸盐；纳米复合膜；光电性能；电催化；交替沉积自组装；AbstractT

8、heutilizationofthesolarenergyforinsufficiencyofcurrentenergyresourcesisahotandpermanentsubject．Exploitingphotovoltaicfunctionalmaterialswithtopperformanceisthefoundationforsolarenergyconversion．Theenha