WO3多孔薄膜的制備及其光電化學(xué)性能研究.pdf

1、致密WO3光陽(yáng)極材料存在光量子產(chǎn)率低、無(wú)法充分利用可見(jiàn)光等問(wèn)題。基于此本文探索了WO3多孔薄膜的制備方法。以聚苯乙烯(PS)微球?yàn)槟０澹捎秒娪境练e法制備了WO3多孔薄膜。采用非水溶液電沉積方法，以CdS為敏化劑對(duì)WO3多孔薄膜進(jìn)行敏化改性。通過(guò)場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FESEM)、透射電鏡(TEM)、X-射線衍射(XRD)、X-射線光電子能譜(xPs)及光電化學(xué)分析等手段對(duì)薄膜的形貌、化學(xué)組成及光電化學(xué)性能進(jìn)行了研究。
　　 以鎢粉為

2、鎢源，采用過(guò)氧鎢酸法制備了WO3前軀體溶膠，結(jié)合模板法與電泳沉積法制備了WO3多孔薄膜。多孔薄膜孔道結(jié)構(gòu)排列有序，孔徑約為250 nm;經(jīng)過(guò)熱處理后為單斜晶系WO3，平均晶粒尺寸約為34.6 nm; PS球在煅燒過(guò)程中為WO3多孔薄膜形成了碳摻雜;多孔薄膜吸收光譜相對(duì)致密薄膜發(fā)生明顯紅移，禁帶寬度由2.8eV降低到2.3 eV。研究發(fā)現(xiàn)，多孔結(jié)構(gòu)和碳摻雜是影響光電化學(xué)性能的主要因素?？刂拼妓岜葹?∶1、沉積時(shí)間為2 min、煅燒溫度為4

3、50℃時(shí)制備的多孔WO3薄膜具有最佳光電化學(xué)性能，其光電流密度為1.93 mA·cm-2，約為致密薄膜的2倍。
　　 以Cd(NO3)2及單質(zhì)S作為CdS的離子來(lái)源，采用非水溶液電沉積方法制備了CdS敏化WO3薄膜。與WO3多孔薄膜相比，在-2.5 V沉積電位及350℃煅燒溫度下制備的CdS敏化WO3薄膜吸收邊緣向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，禁帶寬度降低到1.8 eV;光生載流子濃度提高了一倍;在0 V(vs Ag/AgCl sat.)時(shí)光電