基于Si-PEDOT雜化核-殼納米線陣列光化學(xué)制氫電池及太陽能電池的研究.pdf

1、利用太陽能電池與光電化學(xué)電池直接將太陽光轉(zhuǎn)化為電能或氫能是解決未來能源枯竭、溫室效應(yīng)及環(huán)境污染的一個重要途徑。本論文主要研究了基于硅/聚3，4-乙撐二氧噻吩(Si/PEDOT)雜化核/殼納米線陣列在光化學(xué)電池制氫及太陽能電池領(lǐng)域中的效用，并深入分析了納米尺寸效應(yīng)和界面效應(yīng)對載流子的分離、遷移、復(fù)合等基元過程的影響。主要結(jié)果如下:
　　 (1)采用成本低廉、簡單易行的銀粒子輔助濕化學(xué)蝕刻法刻蝕硅納米線陣列，并通過氣相聚合3，4-乙

2、撐二氧噻吩(EDOT)在高密度納米線陣列上正投影地制備PEDOT薄膜，形成Si/PEDOT雜化核/殼納米線陣列結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)具有很好的減反射性能，在吸收波長范圍內(nèi)反射率低于1％，為隨后光電轉(zhuǎn)換器件的性能的提高提供了可靠的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　 (2)研究了Si/PEDOT雜化核/殼納米線陣列作為光電陽極的電化學(xué)制氫性能。PEDOT薄膜作為多功能層包覆硅納米線起到抗腐蝕作用，并有效收集光生空穴及催化水的氧化反應(yīng)。引入氨基硅烷修飾硅納米線表

3、面提高了PEDOT薄膜的粘附性，使光電極展現(xiàn)出更好的光響應(yīng)性及電化學(xué)穩(wěn)定性。通過調(diào)控納米線長度，我們得出:界面載流子復(fù)合損失與表面催化光解水氧化反應(yīng)的競爭關(guān)系是影響雜化電極光電催化活性的關(guān)鍵因素。
　　 (3)制備了基于有機(jī)/無機(jī)雜化的Si/PEDOT核/殼納米線陣列太陽能電池.相對平面結(jié)構(gòu)Si/PEDOT太陽能電池，Si/PEDOT雜化核/殼結(jié)構(gòu)太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率提升了7倍，達(dá)到3.23％。對比分析反射光譜、I-V曲線及