【摘 要】
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能源是影响人类社会发展的关键问题,氢气作为一种高效、环保、无污染的能源具有巨大的优势。通过选取合适的光电极材料,可以利用可再生的太阳能实现光电化学（PEC）分解水制氢,这是当前国内外的研究热点。碲锌镉（CdZnTe）是一种性能优异的II-VI族直接带隙化合物半导体,由于其理想的光学带隙、良好的电荷输运特性、低漏电流、低噪声等特性,使其在高能辐射探测器、太阳能电池、光电化学（PEC）分解水制氢等领域
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能源是影响人类社会发展的关键问题,氢气作为一种高效、环保、无污染的能源具有巨大的优势。通过选取合适的光电极材料,可以利用可再生的太阳能实现光电化学（PEC）分解水制氢,这是当前国内外的研究热点。碲锌镉（CdZnTe）是一种性能优异的II-VI族直接带隙化合物半导体,由于其理想的光学带隙、良好的电荷输运特性、低漏电流、低噪声等特性,使其在高能辐射探测器、太阳能电池、光电化学（PEC）分解水制氢等领域具有广泛的应用前景。本论文研究了近空间升华法CdZnTe薄膜和CdZnTe:In薄膜的制备及其在光电化学（PEC）分解水中的应用,论文的主要内容及成果如下:（1）研究了不同沉积时间对CdZnTe薄膜和CdZnTe:In薄膜形貌、结构、形态、光学特性和电化学特性等的影响。Mott-Schottky测试和PEC分解水测试表明CdZnTe薄膜导电类型均为p型,CdZnTe:In薄膜导电类型均为n型;随着沉积时间的增加,CdZnTe薄膜和CdZnTe:In薄膜的晶粒尺寸增大,禁带宽度增大,光电流密度均先增加后减小,沉积时间为4小时的薄膜,掺杂In可以提高CdZnTe薄膜的光电性能,光电流密度最高分别可以达到1.83 m A/cm~2和3.66 m A/cm~2。（2）研究了不同退火温度对CdZnTe薄膜和CdZnTe:In薄膜PEC分解水性能的影响,研究表明,退火处理提高了CdZnTe薄膜和CdZnTe:In薄膜的稳定性,最佳退火温度均为450℃。退火后CdZnTe薄膜和CdZnTe:In薄膜的光电流密度最高分别可以达到3.33 m A/cm~2和4.12 m A/cm~2。（3）成功合成了以CdZnTe:In薄膜为光吸收层的FTO/CdZnTe:In/TiO2/Pt光电极结构,最佳的Pt催化层厚度和TiO2保护层厚度均为3 nm,在此基础上制备的光电极结构具有较大的光电流密度和较好的光电流稳定性,其光电流密度最大约为8.4 m A/cm~2。
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