TiO-过氧多钨酸盐复合膜的制备及其性能研究

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由于目前正面临能源危机,研究和开发光电材料具有很大的潜在价值,TiO2薄膜因其具有较高的光电转换效率成为光电材料的研究热点。 单一TiO2薄膜的光电性能不是很理想,过氧多钨酸盐有着独特的结构,虽然它的吸收峰位于紫外光区,但其尾部的谱带可延伸到350~400nm,另外,过氧多钨酸盐与TiO2半导体之间有着很多相似性,通过过氧多钨酸盐粒子的表面改性和它本身特性可以使TiO2薄膜电极具有更好的光吸收性、稳定性及光电性能。 本论文采用溶胶一凝胶法在ITO基底上制备了晶粒、尺寸大小分布合适,具有大比表面,良好透光率的TiO2多孔膜电极,然后以此电极为基底,采用电化学沉积法分别制备了TiO2-H3PW12O40复合膜电极和TiO2-H4SiW12O40复合膜电极,并利用扫描电镜,四探针测试仪,分光光度计,万能表对所制备电极的工艺条件和性能进行了研究。 通过对电化学沉积法制备的TiO2-H3PW12O40复合膜电极和TiO2-H4SiW12O40复合膜电极结构、形貌和光电性能的分析,总结出制备TiO2-H3PW12O40复合膜电极最佳工艺条件为:5.0×10-3mol/L磷钨酸(H3PW12O40)+5.0×10-3mol/L吡咯(PY)+0.5mol/LH2SO4的混合溶液中于1.4V恒电压下电沉积60min。制备。TiO2-H4SiW12O40复合膜电极的最佳工艺条件为:2.5×10-3mol/L硅钨酸(H3SiW12O40)+5.0×10-3mol/L吡咯(PY)+0.5mol/LH2SO4的混合溶液中于1.6V恒电压下电沉积60min。 在可见光区,复合膜电极的光吸收显著增强。组装有效面积为1cm2的TiO2-过氧多钨酸盐光电化学电池,在太阳光下检测其光电性能,发现TiO2-H3PW12O40电池的短路电流和开路电压分别达到了1.02μA/cm2和0.65mV。 可以看出,TiO2-过氧多钨酸盐复合膜电极具有较好的光电性能,可以作为太阳能电池的电极材料。
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