SnO2空心納米球合成與表面修飾及光電性能研究.pdf

1、由于具有禁帶寬度大(3.6eV)、電子遷移率高(100-200cm2V-1S-1)等優(yōu)點(diǎn)，SnO2材料被廣泛應(yīng)用于氣敏、光催化、太陽能電池、鋰離子電池等方面?？招慕Y(jié)構(gòu)由于在催化、藥物輸送、氣敏、鋰離子電池方面得到了廣泛的應(yīng)用。分級(jí)空心納米球結(jié)構(gòu)可以在不降低比表面積的前提下提高光散射能力?；赟nO2光陽極的染料敏化太陽能電池有兩大弊端：SnO2導(dǎo)帶位置低，準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)與電解質(zhì)氧化還原電勢(shì)差小，使得開路電壓??；SnO2導(dǎo)帶中的電子與電解質(zhì)復(fù)

2、合快，暗電流大，導(dǎo)致短路電流小。因此如何對(duì)SnO2空心納米球進(jìn)行表面修飾來提高其光電性能成為了本文的重點(diǎn)。同時(shí)在本文中，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)單易行、不需要異質(zhì)外延的兩步水熱法來制備異質(zhì)結(jié)材料，并且不需要外加偏壓就可以工作的紫外探測(cè)器。具體內(nèi)容如下：
　　一、以犧牲α-Fe2O3實(shí)心球法水熱制備得到納米棒組成的SnO2空心納米球分級(jí)結(jié)構(gòu)。探索HCl濃度、水熱反應(yīng)時(shí)間對(duì)SnO2空心納米球形貌的影響，并初步分析空心球形成機(jī)理。
　　二

3、、將SnO2空心納米球(HS-SnO2)作為散射層應(yīng)用于染料敏化太陽能電池(DSSC)，在100 mW/cm2太陽模擬光照射下，其光電轉(zhuǎn)化效率(η)達(dá)到3.42％。相對(duì)于只有SnO2納米晶(NP-SnO2)的DSSC，由于空心球的光散射，提高了光的利用率，使其短路電流(Jsc)提高了1mA/cm2,效率提高了27.1%。在HS-SnO2表面包覆銳鈦礦相TiO2納米片，得到微米級(jí)SnO2@TiO2-NS雙殼結(jié)構(gòu)，并應(yīng)用于DSSC，相比于H

4、S-SnO2，由于TiO2納米片包覆HS-SnO2，能夠抑制界面電子復(fù)合，使其器件的開路電壓(Voc)與短路電流(Jsc)均有提高，光電轉(zhuǎn)化效率(η)達(dá)到了3.22%，提高了1.94倍。
　　三、通過改變添加劑，在HS-SnO2表面包覆金紅石相TiO2納米片，制備出薄殼層的SnO2@TiO2-NS雙殼結(jié)構(gòu)。將HS-SnO2和SnO2@TiO2-NS應(yīng)用于自供能紫外探測(cè)器，0 V偏壓下，強(qiáng)度為1mW/cm2紫外光照射下，HS-SnO