C/CsPbBr 3 /NiO/ITO光阴极的制备、光电化学性质及生物传感应用
发布时间：2021-06-13 13:51
CsPbBr3钙钛矿是一种合成成本低和合成方法简便的p型半导体材料,带隙值约为2.5 eV。与传统半导体材料相比,具有优异的光学和电学性能的钙钛矿是最佳光活性材料,在光电化学生物传感和光电催化等研究领域具有巨大的应用潜力。CsPbBr3钙钛矿由于固有的离子晶体性质和较低的形成能,对水分、紫外线、热量和氧气具有极高的敏感性,在光电化学生物传感中的实际应用受到严重阻碍,稳定性问题亟待解决。NiO是一种p型大带隙（3.6-4.0 eV）半导体,资源丰富、环境友好且制作成本低,在光谱范围内主要吸收紫外光。因其与CsPb Br3的带隙匹配,能够提高电荷载流子的传输效率,成为钙钛矿太阳能电池中的热门研究对象。Ni O三维纳米多孔结构具有较大的比表面积,有利于光敏剂的负载以及在水溶液中光电化学稳定性的改善。首先,构建了基于表面配体碳化的CsPbBr3量子点（QDs）与Ni O复合的高效光电阴极,使用溶解氧作为电子受体,杂化光电阴极在模拟太阳光照下在0 V偏置电势下显示出灵敏的光电流响应。由于通过惰性气氛300℃下的热处理,CsPbBr3表面形成疏水碳膜,与100℃、200℃和400℃下热处理电极相比...
【文章来源】：湖南师范大学湖南省 211工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
半导体材料光电流产生示意图[9]
C/CsPbBr3/NiO/ITO光阴极的制备、光电化学性质及生物传感应用32.旋涂法旋涂主要分为滴涂、旋转和干燥三个主要过程。首先，将光活性材料与适当溶剂混合制成旋涂液并滴在电极表面，然后调控旋涂仪的转速和时间，通过旋转在电极表面形成已成均匀而致密的薄膜，再经过热处理或在通风橱中挥发以除去旋涂液中多余的溶剂，最后成功将光活性材料成功修饰在电极上[26]。相对于滴凃法，旋涂法形成的薄膜更致密，但过程复杂浪费材料，操作技术要求高，适用于具有一定粘度的材料[27]。3.浸涂法浸涂法即将已经预处理过的电极全部浸没在盛有光电材料的容器中，经过很短的时间，再从容器中取出，并将多余的涂液重新流回容器内[28]。浸涂法具有制备方法简单，制备效率高等优点，但不适用于挥发快和粘度低的材料，容易产生修饰的材料涂层薄而不均匀，流挂等问题。4.滴凃热处理法图1-2展示了滴凃热处理法制备Fe2O3/WO3纳米棒（NRs）的过程。滴凃热处理法与滴凃法相似，首先将材料滴凃在电极上，先将溶剂自然挥发，在这里是在不破坏材料的基础上，在一定温度和时间条件下，进行加热，之后再根据需要进行重复操作[29]。相对于滴凃法而言，滴凃热处理法操作更复杂；但经过循环热处理后的修饰电极，电极表面会形成更致密的薄膜，更高的电荷载流子迁移率。图1-2.滴凃热处理法制备Fe2O3/WO3NRs[29]。Figure1-2.Fe2O3/WO3NRspreparedbythedrop-coatingheattreatmentmethod.1.2PEC生物传感1.2.1PEC生物传感概述PEC生物传感是近几年建立的一种新型分析方法，通过物质的光电转换特性
硕士学位论文6图1-3.CsPbBr3QDs的晶体结构[53]。Figure1-3.CrystalstructureofCsPbBr3QDs.立方相CsPbBr3的电子结构如图1-4所示[54]，Br4p轨道主要对高价态起作用。同时，Pb4p轨道对导带的贡献最大，Cs对带边缘电子的结构影响很校因此，电子和激子的激发和复合被限制在八面体之内。这样的结果与广泛研究的有机杂化钙钛矿的结果相似，后者主要在八面体内转运电荷。因此，不同晶相的CsPbBr3可能具有相似的电子结构[55]。图1-4.立方相CsPbBr3的电子结构[54]。Figure1-4.ElectronicstructureofcubicphaseCsPbBr3.
【参考文献】：
期刊论文
[1]光电化学生物分析研究进展[J]. 阮弋帆,张楠,朱圆城,赵伟伟,徐静娟,陈洪渊. 物理化学学报. 2017(03)
[2]光电化学传感器的构建及应用[J]. 孙兵,艾仕云. 化学进展. 2014(05)
[3]旋涂法制备功能薄膜的研究进展[J]. 王东,刘红缨,贺军辉,刘林林. 影像科学与光化学. 2012(02)
本文编号：3227646
【文章来源】：湖南师范大学湖南省 211工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
半导体材料光电流产生示意图[9]
C/CsPbBr3/NiO/ITO光阴极的制备、光电化学性质及生物传感应用32.旋涂法旋涂主要分为滴涂、旋转和干燥三个主要过程。首先，将光活性材料与适当溶剂混合制成旋涂液并滴在电极表面，然后调控旋涂仪的转速和时间，通过旋转在电极表面形成已成均匀而致密的薄膜，再经过热处理或在通风橱中挥发以除去旋涂液中多余的溶剂，最后成功将光活性材料成功修饰在电极上[26]。相对于滴凃法，旋涂法形成的薄膜更致密，但过程复杂浪费材料，操作技术要求高，适用于具有一定粘度的材料[27]。3.浸涂法浸涂法即将已经预处理过的电极全部浸没在盛有光电材料的容器中，经过很短的时间，再从容器中取出，并将多余的涂液重新流回容器内[28]。浸涂法具有制备方法简单，制备效率高等优点，但不适用于挥发快和粘度低的材料，容易产生修饰的材料涂层薄而不均匀，流挂等问题。4.滴凃热处理法图1-2展示了滴凃热处理法制备Fe2O3/WO3纳米棒（NRs）的过程。滴凃热处理法与滴凃法相似，首先将材料滴凃在电极上，先将溶剂自然挥发，在这里是在不破坏材料的基础上，在一定温度和时间条件下，进行加热，之后再根据需要进行重复操作[29]。相对于滴凃法而言，滴凃热处理法操作更复杂；但经过循环热处理后的修饰电极，电极表面会形成更致密的薄膜，更高的电荷载流子迁移率。图1-2.滴凃热处理法制备Fe2O3/WO3NRs[29]。Figure1-2.Fe2O3/WO3NRspreparedbythedrop-coatingheattreatmentmethod.1.2PEC生物传感1.2.1PEC生物传感概述PEC生物传感是近几年建立的一种新型分析方法，通过物质的光电转换特性
硕士学位论文6图1-3.CsPbBr3QDs的晶体结构[53]。Figure1-3.CrystalstructureofCsPbBr3QDs.立方相CsPbBr3的电子结构如图1-4所示[54]，Br4p轨道主要对高价态起作用。同时，Pb4p轨道对导带的贡献最大，Cs对带边缘电子的结构影响很校因此，电子和激子的激发和复合被限制在八面体之内。这样的结果与广泛研究的有机杂化钙钛矿的结果相似，后者主要在八面体内转运电荷。因此，不同晶相的CsPbBr3可能具有相似的电子结构[55]。图1-4.立方相CsPbBr3的电子结构[54]。Figure1-4.ElectronicstructureofcubicphaseCsPbBr3.
【参考文献】：
期刊论文
[1]光电化学生物分析研究进展[J]. 阮弋帆,张楠,朱圆城,赵伟伟,徐静娟,陈洪渊. 物理化学学报. 2017(03)
[2]光电化学传感器的构建及应用[J]. 孙兵,艾仕云. 化学进展. 2014(05)
[3]旋涂法制备功能薄膜的研究进展[J]. 王东,刘红缨,贺军辉,刘林林. 影像科学与光化学. 2012(02)
本文编号：3227646
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