金属硫化物纳米薄膜的制备及其在能源器件中光电性能的研究

来源 :厦门大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Jingle2008
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随着全球的经济发展和人口剧增,人们对可再生能源的需求急剧上升,如何高效地转化和存储可再生能源成为当下的研究热点。金属硫化物在自然界中含量丰富、无毒,并且具有优异的电导性、稳定性、光电化学响应等性能,可广泛应用于能源器件中,因而备受关注。本论文围绕金属硫化物的合成,通过开发多种制备方法,在不同基底表面成功制备了一系列二元、三元以及复合金属硫化物纳米薄膜材料,深入研究其生长机理。此外,分别考察了它们在量子点敏化太阳能电池(QDSCs)、光催化以及超级电容器中的光电性能。本论文的主要创新点和成果如下:1.采用多种方法在FTO导电玻璃基底表面制备CuS纳米片薄膜,通过对不同方法制备的CuS纳米片薄膜进行多种表征及电化学性能测试,筛选获得具有最佳电催化活性的CuS纳米薄膜,并将其作为对电极材料组装成QDSCs,相比于传统的贵金属Pt电极,电池整体性能有明显的提高,电池效率从1.56%提升至3.82%。2.发展了一种制备复合硫化物纳米薄膜的普适方法。在多种导电基底(包括FTO、泡沫镍、碳布和钛网)表面成功制备了新型珊瑚状Co9S8-CuS纳米结构薄膜样品,并将其作为电极材料应用于QDSCs和超级电容器中。与单种材料(Co9S8和CuS)相比,复合硫化物纳米结构薄膜具有更优异的电催化活性、充放电特性及电化学循环稳定性。此外,通过相同的制备方法,我们也成功制备了 Co9S8-NiS2和Co9S8-MoS2纳米薄膜,证明此种方法具有普适性。3.首次在铜板表面制备了三元Cu2Mo6S8针叶状纳米薄膜,该薄膜具有可见光响应,并且凭借其特殊的针叶状结构和适宜的电子能级结构,Cu2Mo6S8针叶状纳米薄膜在可见光下对甲基蓝具有优异的光催化降解活性。
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