【摘 要】
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随着人类对物质需求的日益增长,环保和能源危机已成为全球发展急需解决的问题。太阳能因其环境友好、大量、价廉易得等优点被认可,利用太阳能电池将太阳能转变为电能是解决能源问题的途径之一,因此提高太阳能电池能量转换效率成为了研究热点。二氧化钛（TiO2）是一种常见的宽带隙半导体光阳极材料,但是其载流子迁移率较低同时电子-空穴复合速率较高,导致TiO2的光电转换效率变低。多金属氧酸盐（简称多酸,POM）,是
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随着人类对物质需求的日益增长,环保和能源危机已成为全球发展急需解决的问题。太阳能因其环境友好、大量、价廉易得等优点被认可,利用太阳能电池将太阳能转变为电能是解决能源问题的途径之一,因此提高太阳能电池能量转换效率成为了研究热点。二氧化钛（TiO2）是一种常见的宽带隙半导体光阳极材料,但是其载流子迁移率较低同时电子-空穴复合速率较高,导致TiO2的光电转换效率变低。多金属氧酸盐（简称多酸,POM）,是一类独特结构的金属氧簇化合物,可作为良好的电子接受体来捕获TiO2导带上的光生电子,抑制光生电子与空穴的快速复合,从而提高TiO2的光电转换效率。同时,合金纳米粒子具有优秀的电子传导性能和特殊的表面性能,在光电领域展现出独特的优势,两种金属之间存在的电子效应和协同效应也可以有效改善半导体光电性能。本论文利用多酸和合金纳米粒子共同修饰TiO2光阳极,制备了多酸/合金纳米粒子/TiO2复合膜电极及光伏器件,并考察二者对TiO2光电性能的协同影响。具体如下:（1）采用交替沉积自组装法,将Ag-Cu合金纳米粒子、Dawson型结构多酸K6[P2W18O62]·14H2O(简写为P2W18)同时引入到TiO2薄膜体系中,并且制成了P2W18/Ag-Cu/TiO2三元复合膜电极,并通过光电流-时间曲线和光电流-光电压曲线等测试考察了复合膜电极的光电性能。实验结果表明,P2W18/Ag-Cu/TiO2复合膜比TiO2电极、Ag-Cu/TiO2电极和P2W18/TiO2电极有更高的光电流响应和光电转换效率,同时它还具有对乳酸的更好的光电催化活性。（2）制备了Pt-Cu合金纳米粒子,将其与Keggin型多酸H3PW12O40(简写为PW12)共同修饰TiO2光阳极,制备了PW12/TiO2/Pt-Cu复合膜电极。光电流-时间曲线和光电流-光电压曲线的测试结果表明,与单纯TiO2复合膜电极、TiO2/Pt-Cu复合膜电极和PW12/TiO2复合膜电极相比,PW12/TiO2/Pt-Cu复合膜电极表现出最高的光电流响应和能量转换效率。此外,PW12/TiO2/Pt-Cu复合膜电极还表现了显著的对多巴胺的光电催化氧化活性,为其在光电传感领域的进一步应用提供了有价值的参考。（3）采用旋涂法制备了TiO2@PW12/Pt-Cu/P25阳极膜,并以其作光阳极组装光伏器件。光电化学测试表明,TiO2@PW12/Pt-Cu膜电极的光电转换效率高于TiO2@PW12膜电极。在此基础上制备了光伏器件,相较于P25和TiO2@PW12/P25作光阳极的光伏器件,TiO2@PW12/Pt-Cu/P25作为光阳极的器件展现了更高的光电转换效率。
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