AuZnOTiO2复合薄膜的制备及光电转换性质.pdf

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1、2015年3月化学研究191第26卷第2期CHEMICALRESEARCHhttp：／／hxya．cbpt．cnki．netAu／ZnO／TiO2复合薄膜的制备及光电转换性质王蕾，张春燕，张胜义(安徽大学化学化工学院，安徽合肥230601)摘要：以含有Au和ZnO纳米颗粒的氢氧化钛溶胶作为成膜液，通过浸渍一提拉及灼烧处理在导电玻璃表面制备Au／zn0／Ti0复合薄膜．利用x射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法对所得产物进行表征．结果表明，Au和ZnO纳米颗粒均匀地分布在多孑LTiOz薄膜上，通过TiOz、ZnO

2、和Au三组分的协同效应促进了光吸收和电荷分离，使Au／ZnO／Ti0。复合薄膜具有较好的光电转换性质，可用作太阳能电池材料．关键词：二氧化钛；金；氧化锌；复合薄膜；光电转换性质中图分类号：O644．19文献标志码：A文章编号：1008—1011(2015)02—0191一O5PreparationandphotoelectricconversionofAu／ZnO／TiO2filmWANGLei，ZHANGChunyan，ZHANGShengyi(DepartmentofChemistry，AnhuiUniversity，He

3、fei230601，Anhui，China)Abstract：Bydipping—liftingprocessintitaniumhydroxidesolcontainingAuandZnOnanopar—ticlesandcalcined，anovelAu／ZnO／TiO2filmwasexpedientlyprepared．Thefilmas—preparedwascharacterizedbySEMandXRD，andtheresultsshowthattheAuandZnOnanoparticlesdistribute

4、duniformlyonthesurfaceoftheporousTiO，film．Sincetheluminousabsorptionandtheseparationofthephotogeneratedelectron—holepairswereenhancedbythesynergisticeffectofTio2，ZnOandAu，theAu／ZnO／TiO2compositefilmhasexcellentphotoelectricconver—sion，andisagoodcandidatefortheelectr

5、odematerialofsolarcel1．Keywords：titaniumoxide；gold；zincoxide；film；photoelectricconversion众所周知TiO材料具有独特的光电性质，可以因此研究人员利用多种方法制备了ZnO／TiO复合用作太阳能电池电极材料[1-4]．然而，由于TiO。材物，并将其用于光电转换和光催化领域r5叫]．此外，料带隙较宽，对于光的吸收主要集中在紫外区，因而Au可以提高TiO。材料在可见光区的吸收率，因此影响了对太阳光的利用率．为了增强Ti0。材料对可近年来研究人员将纳

6、米棒、纳米管、树枝状等多种形见光的吸收，人们研究了许多基于TiO。的复合材貌的Au负载在TiO表面，并研究了所得复合物的料．Zn0的电化学性质活泼，并且具有良好的电子光电转换性质_1]．为了进一步改善材料的性质，转移特性，因此引起了人们的广泛关注．ZnO与本文作者利用简单的溶胶一凝胶方法制备了Au／TiO均为n型半导体，且具有相似的能带结构，将ZnO／TiO三元复合薄膜，并且研究了其光电转换二者复合在一起可以产生协同效应，促进光生电子性质．研究结果表明，由于TiO、ZnO和Au三组分转移，并且能减小带隙，从而提高太阳光的利用率

7、，的协同效应，促进了光吸收和电荷分离，使Au／ZnO／TiO。复合薄膜产生强而稳定的光电流．截止收稿日期：2014—11—25．目前，这类复合物的研究还鲜有报道．ZHANG等基金项目：国家自然科学基金(21275006)．作者简介：王蕾(1992一)，女，硕士生，研究方向为纳米复合材料的曾利用静电纺丝技术制备了表面负载有Au纳米粒制备及其性质研究．通讯联系人，E—mail：syzhangi@子的纤维状Au／ZnO／Tio三元复合物，研究了所126．tom．得复合物的光催化性能I1．DOI：10．14002／j．hxya．201

8、5．02．017I化学研究。2015，26(2)：191—195化学研究Au／ZnO／TiO。复合薄膜的主要XRD衍射峰均与锐1实验步骤钛矿相TiO。的X射线衍射标准图谱(JCPDSNo．1．1ZnO和An纳米粒子的制备83—2243)一致，表明各种产物中的TiO均为锐钛矿Z