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微/纳结构半导体薄膜材料,因其独特的性质广泛应用于光电化学、光催化剂、气体传感器、医学等领域。其中硫化镉(CdS)半导体材料因具有窄直接带隙结构(2.4 eV)且能有效地吸收可见光的能量,而作为各种宽带隙半导体材料的光敏化剂用于光电化学池。本文研究了 CdO/CdS和ZnO/CdS两种微/纳结构半导体薄膜光电材料的制备及其光电化学性能。主要内容如下:1.在不使用任何模板的情况下,采用电沉积法在导电玻璃(FTO)上得到不规则的金属Cd微米岛阵列,在空气氛围中热处理氧化后制得CdO微米岛阵列,经连续离子层吸附反应(SILAR)法在其表面修饰上CdS纳米粒子制得不规则的CdO/CdS微米岛阵列(MIA-CdO/CdS)薄膜。研究了该复合薄膜的结构、组成、光学性质及光电化学性能。优化条件下所制备的MIA-CdO/CdS光阳极具有高表面积能有效吸收可见光产生电子和空穴对;密集快捷的电子传输途径,以加快电荷的分离与传导;丰富的液体通道,可强化溶液与CdS表面间的传质过程。在光源强度为100 mW cm-2可见光照射下,测得其作为光阳极在0.1 mol dm-3 Na2SO3 + 0.1 mol dm-3 Na2S混合溶液中-0.97 V下的饱和光电流密度值高达6.80 mA cm-2,高于此类复合半导体薄膜的文献报道值,此时其光电转化效率为7.0%。2.先用简单的化学合成法以PVP作为保护剂制得Cd(OH)2溶胶液,滴涂在洁净的FTO上,在空气氛围中热处理得到纳米多孔CdO薄膜,再以SILAR法在其表面修饰上CdS纳米粒子制得纳米多孔CdO/CdS复合薄膜。研究了该复合薄膜的结构、组成、光学性质及光电化学性能。在光源强度为100 mWcm-2可见光照射下,测得优化条件下所制备的复合薄膜作为光阳极在0.1 mol dm-3 Na2SO3 + 0.1 mol dm-3 Na2S混合溶液中-0.98 V下的饱和光电流密度为5.72 mA cm-2,高于大部分此类复合半导体薄膜的文献报道值,此时其光电转化效率为5.8%。虽然用此方法制备CdO薄膜比上章中采用的电沉积法更方便简洁,但是所制备的复合薄膜的光电化学性能略差。从而说明具有岛状结构的MIA-CdO/CdS光阳极更有利于提高复合薄膜的光电化学性能。3.采用一种简便、快速无需模板的气/液界面组装法得到分级纳米多孔ZnO薄膜,再经SILAR法在ZnO薄膜表面修饰上CdS纳米粒子制得分级纳米多孔ZnO/CdS裂纹复合薄膜。研究了该复合薄膜的结构、组成、光学性质及光电化学性能。最优条件下制得的ZnO/CdS复合薄膜对可见光的吸收增强,且具有的分级多孔及裂纹结构有利于光生电子的转移及溶液与CdS表面间的传质过程。在光源强度为100 mW cm-2可见光照射下,其作为光阳极在0.5 mol dm-3 Na2S溶液中测得在-0.88 V下的饱和光电流密度值达到7.84 mA cm-2,高于大部分此类复合半导体薄膜的文献报道值;此时其光电转化效率为6.6%。