基于金屬氧化物TiO2和Y2O3納米材料光電性能的研究.pdf

1、本論文圍繞TiO2和Y2O3納米材料的光電性質(zhì)展開(kāi)研究，論文的主要內(nèi)容分為三部分:
　　1.采用光催化合成的方法制備Ag-TiO2納米復(fù)合材料，并對(duì)納米結(jié)構(gòu)形成的機(jī)理做出了解釋。
　　合成的過(guò)程中，在紫外光激發(fā)下TiO2納米棒產(chǎn)生的電子還原Ag(I)并產(chǎn)生若干Ag的納米顆粒沉積在TiO2納米棒的表面。通過(guò)延長(zhǎng)光照時(shí)間，在紫外光促進(jìn)的熟化作用下，粒徑較小的Ag顆粒被光生空穴氧化、溶解，隨后被光生電子還原并沉積在較大的Ag顆粒上

2、，從而形成一個(gè)Ag納米顆粒對(duì)應(yīng)一根TiO2納米棒的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。Ag納米顆粒的粒徑可以通過(guò)改變紫外光照的時(shí)間和空穴捕獲劑的量來(lái)精確調(diào)節(jié)。
　　將Ag-TiO2納米復(fù)合材料用作反型薄膜太陽(yáng)能電池的電荷傳輸層，相比純TiO2制備的器件，光電轉(zhuǎn)換效率明顯增加，從5.81％增加至6.92％。從外量子效率譜中可以看出，Ag的引入可以有效提高對(duì)電子的收集作用。
　　2.在TiO2納米棒催化合成Au顆粒中，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的控制，如反應(yīng)溫度、

3、紫外光照時(shí)間、TiO2納米棒的量等，Au納米顆粒的形成機(jī)理得以研究
　　實(shí)驗(yàn)證明，單分散且粒徑可控的Au納米顆粒可以通過(guò)TiO2納米棒光化學(xué)還原的方法被合成。
　　Au納米顆粒的形成可以分為以下三個(gè)過(guò)程:Au(Ⅲ)還原形成Au(0)，成核，籽晶生長(zhǎng)。通過(guò)控制實(shí)驗(yàn)條件可以得出以下結(jié)論:第一步的還原反應(yīng)主要取決于體系的溫度，而成核和籽晶生長(zhǎng)的速度主要取決于TiO2產(chǎn)生的電子的數(shù)量。
　　3.通過(guò)共沉淀和熱處理的合成方法制備

4、了Er和Yb雙摻的Y2O3納米顆粒。通過(guò)表面活性劑引入缺陷和高溫退火消除缺陷，研究了兩個(gè)過(guò)程對(duì)Y2O3∶ Er,Yb納米顆粒的形貌以及上轉(zhuǎn)換發(fā)光性質(zhì)的影響，在此基礎(chǔ)上，闡述了發(fā)光顏色調(diào)控的機(jī)理。
　　由于表面活性劑可以在發(fā)光體系中引入缺陷，所以控制其濃度可以達(dá)到調(diào)控綠光(2H11/2，4S3/2→4I15/2)和紅光(4F9/2→4I15/2)上轉(zhuǎn)換發(fā)光的強(qiáng)度的目的。同時(shí)，缺陷的增加導(dǎo)致了4F7/2，2H11/2和4S3/2向4F