WO3/金属复合薄膜的光电性能研究

来源 :长春理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liuhu1314518
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随着科技的迅速发展,半导体材料已经在一些领域中得到广泛的应用,如智能窗、显示器、太阳能电池及污水降解等方面。电致变色和光电催化性能是衡量半导体材料光电性能的主要标准,为制备光电性能优异的半导体薄膜材料,本论文以WO3纳米块薄膜、WO3/Ag复合薄膜和WO3/Cu复合薄膜为主要研究对象。具体研究内容如下:(1)采用水热法在导电玻璃(FTO)上制备WO3纳米块薄膜。通过X射线衍射和扫描电子显微镜对WO3纳米块薄膜进行表征。利用电致变色测试得到WO3纳米块薄膜的电致变色可逆性、响应时间、着色效率和光谱透过率等参数,利用光电流和光电催化测试得到WO3纳米块薄膜的光电流和光电催化降解效率等参数,并对其进行详细分析。经过研究水热时间对WO3纳米块薄膜光电性能的影响,结果显示水热时间4小时的WO3纳米块薄膜具有良好电致变色、光电流和光电催化性能。(2)在WO3纳米块薄膜光电性能最佳(水热时间4h)的条件下,采用电沉积法将不同含量(20s,50s,80s)Ag纳米粒子负载在WO3纳米块薄膜表面,制备出WO3/Ag复合薄膜样品。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱和X-Map映射图对WO3/Ag复合薄膜进行表征。利用电致变色测试得到WO3/Ag复合薄膜的电致变色可逆性、响应时间、着色效率和光谱透过率等参数,利用光电流和光电催化测试得到WO3/Ag复合薄膜的光电流和光电催化降解效率等参数,并对其进行详细分析。研究不同Ag含量对WO3/Ag复合薄膜电致变色、光电流与光电催化性能的影响,再与单一WO3纳米块薄膜进行对比,结果显示Ag纳米粒子沉积时间为50s的WO3/Ag复合薄膜具有最佳的电致变色、光电流和光电催化性能。(3)在WO3纳米块薄膜光电性能最佳(水热时间4h)的条件下,采用电沉积法将不同含量(20s,50s,80s)Cu纳米粒子负载在WO3纳米块薄膜表面,制备出WO3/Cu复合薄膜样品,通过X射线衍射、扫描电子显微镜和能谱对WO3/Cu复合薄膜进行表征。利用电致变色测试得到WO3/Cu复合薄膜的电致变色可逆性、响应时间、着色效率和光谱透过率等参数,利用光电流和光电催化测试得到WO3/Cu复合薄膜的光电流和光电催化降解效率等参数,并对其进行详细分析。研究不同Cu含量对WO3/Cu复合薄膜电致变色、光电流和光电催化性能的影响,再与单一WO3纳米块薄膜进行对比,结果显示Cu纳米粒子沉积时间为50s的WO3/Cu复合薄膜具有最佳的电致变色、光电流和光电催化性能。
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