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在众多的半导体材料中,TiO2具有无毒、稳定、高催化活性和高折射率等优良特性。但由于其光生电子-空穴对的复合几率较高,对太阳光能利用率低等缺点而严重阻碍了TiO2的工业化应用。本文以钛酸四丁酯[Ti(OC4H9)4]、冰乙酸、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、尿素和硝酸铁为原料,采用溶胶凝胶法和脉冲电沉积法制备了表面由球状颗粒组成的TiO2薄膜、N-TiO2薄膜以及Fe修饰的N-TiO2薄膜(Fe/N-TiO2薄膜)。利用TG-DSC、XRD、SEM、紫外可见吸收以及光电化学测试等检测手段对制备出的各种TiO2薄膜进行了表征。主要研究成果如下：首先考察了PVP用量和热处理温度对TiO2薄膜电极形貌及光电化学性质的影响。当PVP为1g时,经500℃热处理1 h制备出由球形颗粒组成TiO2的薄膜,颗粒尺寸为100-200 nm。400℃时,薄膜球形颗粒尺寸达到250 nm左右,表面较光滑,随着热处理温度的上升表面球形颗粒有变小的趋势,并且颗粒表面也变得较粗糙。另外,光电流随热处理温度先上升后下降,在500℃时,光电流达到最大值。在施加偏压为1.0V(vs Ag/AgCl),热处理温度为400℃、500℃和600℃时的光电流密度分别为0.23、0.42和0.31 mA/cm2。其次,在上述基础上,以尿素[CO(NH2)2]为氮源,成功实现TiO2薄膜电极的N掺杂。研究表明,N的引入对薄膜形貌没有影响,当尿素含量为4%时,N-TiO2薄膜样品的光响应范围扩展到600 nm以上的可见光区,在电位为1.0V(vs Ag/AgCl)时,光电流密度比未掺杂薄膜提高了1倍。最后,为进一步提高TiO2薄膜电极的光电转换效率,本文采用脉冲电沉积法对球状N-TiO2薄膜电极进行表面修饰,研究了Fe修饰对薄膜光电性能的影响。结果表明,通过调节沉积电流可实现Fe负载量的控制,沉积铁后样品光电流密度在1.4 V下达到1.55 mA/cm2,相比沉积前提高了50%。