CdS量子点敏化ZnO纳米棒阵列电极的制备和光电化学性能.pdf

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1、物理化学学报(WuliHuaxueXuebao)NovemberActaPs．一Chim．Sin．，2010，26(11)：2927-29342927【Article】www．whxb．pku．edu．cnCdS量子点敏化ZnO纳米棒阵列电极的制备和光电化学性能张桥保冯增芳韩楠楠林玲玲周剑章，z林仲华1,2(厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室，福建厦门361005；厦门大学化学化工学院化学系，福建厦门361005)摘要：采用连续式离子层吸附与反应法制备了CdS量子点敏化的ZnO纳米棒电极．应用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对CdS量子点／ZnO纳米

2、棒电极的形貌、晶型和颗粒尺寸进行了分析和表征；采用光电流一电位曲线和光电流谱研究了不同CdS循环沉积次数及不同沉积浓度对复合电极的光电性能影响．结果表明，前驱体浓度都为0．1mol·L且沉积l5次敏化后的ZnO纳米棒阵列电极光电性能最好．与单纯的ZnO纳米棒阵列电极和单纯的CdS量子点电极相比，其光电转换效率显著提高，单色光光子一电流转换效率(IPCE)在380nm处达到76％．这是因为CdS量子点可以拓宽光的吸收到可见光区，并且在所形成的界面上光生载流子更容易分离．荧光光谱实验进一步说明了光电增强的原因是，两者间形成的界面中表面态大大减少，有利于减少光生电子和空穴的复合．关键词：ZnO纳米棒

3、阵YU；CdS量子点；CdS量子~／ZnO纳米棒；连续式离子层吸附与反应法光电化学性能中图分类号：0646PreparationandPhotoeletrochemicalPerformanceofCdSQuantumDotSensitizedZnONanorodArrayElectrodesZHANGQiao-BaoFENGZeng—Fang。HANNan-Nan。LINLing—LingZHOUJian-Zhang。’LINZhong—Hua。(StateKeyLaboratoryofPhysicalChemistryofSolidSurface，XiamenUniversity，Xiam

4、en361005,FujianProvince，P．R．China；DepartmentofChemistry，CollegeofChemistryandChemicalEngineeringXiamenUniversity,Xiamen361005,FujianProvince,P．R．China)Abstract：WesensitizedCdSquantumdotsonaZn0nanorodarrayelectrodebythesuccessiveionic1ayeradsorptionandreactionmethod．Scanningelectronmicroscopy(SEM)，X—

5、raydiffraction(XRD)，andtransmissionelectronmicroscopy(TEM)experimentswereperformedtocharacterizethemorphology，crystallinephase，andgrainsizeoftheCdSquantumdotsensitizedZnOnanorodarrayelectrodes．TheeffectofCdSdepositioncyclenumberandtheprecursorconcentrationwerestudiedbyphotocurrent-potentia1character

6、istiesandphotocurrentspectra．Theresultsshowedthatthebestphotoelectrochemicalperformancewasobtainedat0．1mo1．L。。forbothCdandS一after15cycles．Meanwhile．thecompositefilmsexhibitedaremarkablyenhancedphotoelectricconversionemciencycomparedwithmeZnOnanorodsarrayfilmsandwithCdSquantumdotelectrodes．Themonochr

7、omaticincidentphoton—to—electronconversioneficiency(IPCE)wasashighas76％at380am．ThismaybeattributedtothebroadlightharvestingcapabilityofCdSandtheefficientseparationofphotogeneratedcarriersonitsinterfac