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本论文提出了一种新的方法制备过渡金属氧化物纳米材料(包括氧化锌、氧化铜、氧化铁等),该方法是在管式炉的基础上改进的等离子体增强热氧化法。然后使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)、Raman和光致发光(PL)等多种检测手段来表征生长的纳米材料晶体结构特性以及微观形貌,通过这些表征来判断制备的过渡金属氧化物纳米材料的质量以及性能。在等离子体增强热氧化法中,我们可以通过改变反应温度、氢气与氧气的流量比以及放电功率来控制所得过渡金属氧化物纳米材料的形貌和微观结构。实验发现反应温度分别在300、350、400、450和500 ℃条件下,随着温度的升高,生成的氧化锌纳米棒更长、更均匀。在不同的氩气与氧气流量比下,当Ar:02为15:45和45:45时,没有氧化锌纳米棒的生成;流量比为45:15和45:5时,有氧化锌纳米棒的生成。在放电电流分别为0.3 A、1.3 A和2.3 A时,电流的增加使生长出的氧化锌纳米棒更长。氧化铜纳米线和氧化铁纳米带分别在400℃C和600℃生长的质量最好。此外,基于观察到的实验结果,本论文还提出了在等离子体条件下合成过渡金属氧化物纳米材料的生长机理。与此同时,本论文探究了氧化锌纳米棒作为减反射层在太阳能电池和作为负极材料在锂离子电池中的应用。采用PC1D软件通过模拟三种不同前表面处理形式的太阳能电池可以得出等离子体热氧化法制备的氧化锌纳米棒减反射效果最佳。通过模拟单异质结ZnO-Si太阳能电池,可以得到在氧化锌厚度为0.1μm时,电池开路电压和光电转换效率都达到最大值,然后随着氧化锌层厚度的增加,太阳能电池的开路电压和光电转换效率都逐渐减小。根据对锂离子电池的循环伏安法和恒流充放电法检测,我们得到等离子体热氧化法生长出的氧化锌纳米棒的比容量高,电池可逆性好且表现稳定。