分級二氧化鈦納米花的制備及其光電性能研究.pdf

1、自從上世紀七十年代開始，由于TiO2成本低、穩(wěn)定性高、工藝簡單、形貌可控及無毒等優(yōu)點，使其在染料敏化太陽能電池和光催化等領域得到廣泛研究和應用。大量實驗表明，TiO2的晶型、形貌、尺寸及結晶性對其性能具有重要影響。本文從調控riO2形貌入手，通過一種簡單水熱法制備分級TiO2納米花(HTF)，其由超薄TiO2納米片自組裝而成，并且具有較大尺寸和大比表面積。由于HTF表現出來獨特的尺寸效應、表面積效應和超薄特性，將其應用于染料敏化太陽能電

2、池光陽極和光催化產氫中，研究內容和結果如下:
　　(1)HTF在染料敏化太陽能電池光陽極中的應用和性能研究
　　通過調控HTF與銳鈦礦TiO2顆粒(TNP)的在染料敏化太陽能電池中的不同混合比例，研究不同含量HFT制備光陽極應用于染料敏化太陽能電池的光學性能、電學性能及光電轉換效率的差異，并探究光陽極中不同含量的HTF在染料敏化太陽能電池中可能產生影響的作用機制。研究結果表明，HTF10/N719電池的光電轉換效率達到6.4

3、％，相比于傳統(tǒng)TiO2納米顆粒制備的電池4.2％的光電轉換效率提升了52.2％。這種優(yōu)異的性能歸因于HTF不僅能增強光散射提高光利用率還能為染料吸附提供更多位點，從而獲得更多的光電子，有效提高電池的光轉換效率。
　　(2)HTF在復合光催化劑產氫中的應用和性能研究
　　通過兩步光還原沉積法在HTF表面上沉積Pt金屬納米顆粒和CdS，制備得到HTF/Pt/CdS三組分復合光催化劑，探究了其在模擬太陽光照射下光解水產氫的性能。通

4、過對三組分復合光催化劑微觀結構的分析及光電性能的研究，解釋說明了合成的三組分復合材料對光解水產氫的效率提高主要原因。
　　1.窄禁帶半導體CdS對可見光具有光響應作用，能拓展太陽光的吸收范圍。這彌補了TiO2只能吸收紫外光的不足，增強太陽光的利用率。
　　2.水熱法制備的HTF具有超大比表面積的特點，這為CdS的負載提供了更多的位點，有利于沉積更多的CdS。而更多的CdS意味著能吸收更多的太陽光，產生更多的光生載流子。與此同