电沉积制备光电极(Cu2O/CuI、CuO)及其光电化学性能研究

来源 :浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wuxinxinwu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
发展清洁能源是现代社会亟待解决的问题,利用半导体的光电效应可以将太阳能转化为清洁的电能或化学能,因此开发高光电转化效率的半导体材料受到了研究人员的广泛关注。本论文以半导体材料Cu2O、CuI和CuO为研究对象,首先讨论了 Cu2O表面修饰CuI后光电极的光电化学性能,然后发展了以氨水为络合剂的电沉积方法制备了 CuO光电极,并研究了其光电化学性能。本论文的工作主要分为两个部分:第一部分,60℃水浴下,以乳酸为络合剂,在Cu(NO32溶液中用4MNaOH调节pH至9通过恒电位(-0.4 V vs.Ag/AgCl)阴极还原电沉积得到Cu2O电极。通过XRD、SEM测试,对其结构和晶体形貌进行表征,发现该Cu2O薄膜厚度约为1.2um,是[200]取向的四面金字塔结构晶体。在0.1MNa2SO4溶液中,该电极可以产生光电响应,为提高Cu2O的光电性能,将Cu2O薄膜放于强酸性KI溶液中,通过化学沉积在Cu2O表面修饰一层CuI。表面修饰的CuI为[111]取向的三角锥型晶体,厚度约为500 nm。对Cu2O以及Cu2O/CuI光电极在光强100 mW/cm2的可见光照射下进行光照-暗态交替瞬态电流测试,结果表明Cu2O与CuI都是p型材料,并且在电位为-0.25 V时,Cu2O的光电流只有-0.16mA/cm2,而Cu2O/CuI复合光电极的光电流可以达到-0.55 mA/cm2。通过阻抗测试以及相关计算,得到Cu2O的电子寿命为1.34ms,Cu2O/CuI复合光电极的电子寿命为2.33 ms。这表明Cu2O/CuI复合光电极表面的CuI有效地减少了电子-空穴的复合。第二部分,在室温下以NH3·H2O为络合剂,在Cu(N03)2溶液中通过10 mA/cm2恒电流沉积制得以ITO为基底的CuO电极。通过理论计算以及电化学实验验证,发现氨水与Cu2+络合产生的铜氨络合物对水和氨的氧化有催化作用,随着电沉积过程进行,溶液pH下降,使得铜氨络合物缓慢释放Cu2+,最后沉积得到CuO。通过XRD、SEM、EDX、XPS等测试手段对CuO电极的晶体结构进行了表征。在恒电位下进行瞬态光电流测试,CuO在0.1MKOH溶液中具有很好的光电响应并且稳定性较好。由莫特肖特基曲线得到了 CuO电极的载流子浓度。
其他文献
土地资源是人口、资源、环境、社会、经济的重要载体,为社会经济建设与发展提供最基本的物质保障。然而,土地资源是一种总量有限且不可替代稀缺资源,在一定时期、一定生产力
以高管团队沟通为中介变量,研究高管团队管理自主权对高管团队决策效果的动态影响。以MBA学员为样本,进行模拟实验并收集数据,并以PLS结构方程模型进行数据分析,结果显示:高
风能作为一种清洁的可再生能源,以其技术程度、基础设施建设以及成本方面的优势日益受到重视。但是风力的波动性、间歇性、能量密度低的特点也导致了风电功率的波动性,这容易
结合某地下管线探测项目,重点介绍了CORS技术在线状测量项目中的应用。通过分析得出基于CORS的RTK技术在线状测量项目中,能够节省大量的人力时间等成本,并且能够取得较好的精
<正> 创造性思维是一种比较复杂的心理过程。它使人们能提出解决问题的新设想,使人们在实践活动中创造出新成果。我国四个现代化的实现,需要大批具有创造性思维能力的人才,这
目的观察阿莫西林/克拉维酸联合肾舒颗粒治疗急性膀胱炎的临床治疗效果。方法选取2008年9月-2010年6月的急性膀胱炎住院患者84例,随机分为观察组和治疗组,各42例;观察组采用
八月之光是威廉姆·福克纳出色的作品之一,它是福克纳所著的最长的一本小说,因复杂的情节设置给读者们带来许多神秘感,自出版以来就被公认为是一部晦涩难懂的作品。这篇文章
结合西部管道工程开展“数字化管道”建设的实践经验,阐述了数字化管道建设依据和理论基础,分析了数字化管道建设过程中建立标准、系统开发、数据采集、数据应用等方面的管理和
目的调查临汾市高血压病患者健康知识认知及饮食行为现状。方法采用问卷方式,对152例高血压病患者的健康知识认知现状进行调查,采用称重法对饮食行为进行调查。结果临汾市高