Sb 2 S 3 /TiO 2 纳米管异质结阵列的制备和光电性能
发布时间：2021-11-12 23:48
结合水热法和阳极氧化法合成了Sb2S3/TiO2纳米管异质结阵列,采用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射谱表征了异质结阵列的形貌和晶体结构。暗态下的电流-电压曲线表明Sb2S3/TiO2纳米管异质结阵列具有整流效应。相比于纯的TiO2纳米管阵列,Sb2S3/TiO2纳米管异质结阵列的光电性能有了显著的提升:在AM 1.5标准光强作用下,光电转换效率从0.07%增长到0.40%,表面光电压响应范围从紫外光区拓宽至可见光区。结合表面光电压谱和相位谱,分析了Sb2S3/TiO2纳米管异质结阵列中光生载流子的分离和传输性能。
【文章来源】：半导体光电. 2016,37(01)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图１ＴｉＯ２ＮＴＡ（ａ）和Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２ＮＴＡ（ｂ）的ＸＲＤ图谱
ｂ２Ｓ３纳米颗粒不仅均匀地分散在ＴｉＯ２ＮＴＡ的表面，而且镶嵌在管与管之间，说明Ｓｂ２Ｓ３纳米颗粒成功地修饰了ＴｉＯ２纳米管的内表面和外表面。这种结构可以使ＴｉＯ２ＮＴＡ负载更多的Ｓｂ２Ｓ３纳米颗粒，增加光的吸收，同时增加ＴｉＯ２ＮＴＡ和Ｓｂ２Ｓ３纳米颗粒的接触，为载流子的传输提供更多的通道。从Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２ＮＴＡ的截面图观察到ＴｉＯ２ＮＴＡ的管状结构在水热反应的过程中保存完好。图２ＴｉＯ２ＮＴＡ和Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２ＮＴＡ的表面和截面ＦＥＳＥＭ２．３Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２纳米管异质结阵列的光电性能纯的ＴｉＯ２ＮＴＡ、Ｓｂ２Ｓ３纳米颗粒和Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２ＮＴＡ在暗态下的电流－电压关系曲线如图３（ａ）所示。单独的Ｓｂ２Ｓ３纳米颗粒以及ＴｉＯ２ＮＴＡ的Ｉ－Ｖ曲线均为直线（见图３（ａ）插图），说明Ａｌ电极和Ｓｂ２Ｓ３纳米颗粒和ＴｉＯ２ＮＴＡ分别形成了良好的欧姆接触，在纯的ＴｉＯ２ＮＴＡ和Ｓｂ２Ｓ３纳米颗粒中没有整流效应［７］。当两者复合之后，Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２ＮＴＡ表现出明显的整流效应，由此可见，Ｓｂ２Ｓ３与ＴｉＯ２之间形成了具有整流效应的异质结，异质结的形成，便于光生载流子的分离和传输。图３（ｂ）是Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２ＮＴＡ在ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）标准光强作用下的电流－电压曲线。从图
Ｓｂ２Ｓ３实现了一步晶化。另外，ＴｉＯ２ＮＴＡ和Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２ＮＴＡ的ＸＲＤ中都有来源于钛基底的衍射峰［６］。２．２Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２纳米管异质结阵列的形貌由图２可以看出，ＴｉＯ２纳米管阵列具有清晰的管状结构，管内径约为１１１ｎｍ，管壁约３２ｎｍ，管长１０μｍ左右，并从图２（ｂ）的插图观察到ＴｉＯ２纳米管的表面很光滑。水热反应中生成的Ｓｂ２Ｓ３纳米颗粒，直径约为１１～１５ｎｍ。Ｓｂ２Ｓ３纳米颗粒不仅均匀地分散在ＴｉＯ２ＮＴＡ的表面，而且镶嵌在管与管之间，说明Ｓｂ２Ｓ３纳米颗粒成功地修饰了ＴｉＯ２纳米管的内表面和外表面。这种结构可以使ＴｉＯ２ＮＴＡ负载更多的Ｓｂ２Ｓ３纳米颗粒，增加光的吸收，同时增加ＴｉＯ２ＮＴＡ和Ｓｂ２Ｓ３纳米颗粒的接触，为载流子的传输提供更多的通道。从Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２ＮＴＡ的截面图观察到ＴｉＯ２ＮＴＡ的管状结构在水热反应的过程中保存完好。图２ＴｉＯ２ＮＴＡ和Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２ＮＴＡ的表面和截面ＦＥＳＥＭ２．３Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２纳米管异质结阵列的光电性能纯的ＴｉＯ２ＮＴＡ、Ｓｂ２Ｓ３纳米颗粒和Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２ＮＴＡ在暗态下的电流－电压关系曲线如图３（ａ）所示。单独的Ｓｂ２Ｓ３纳米颗粒以及ＴｉＯ２ＮＴＡ的Ｉ－Ｖ曲线均为直线（见图３（ａ）插图），说明Ａｌ电极和Ｓｂ２Ｓ
【参考文献】：
期刊论文
[1]CuS/TiO2纳米管异质结阵列的制备及光电性能[J]. 柯川,蔡芳共,杨峰,程翠华,赵勇. 高等学校化学学报. 2013(02)
[2]Surface photovoltage phase spectroscopy study of the photo-induced charge carrier properties of TiO2 nanotube arrays[J]. CHEN LiPing,XIE TengFeng,WANG DeJun *,FAN ZhiYong & JIANG TengFei State Key Laboratory of Theoretical and Computational Chemistry;College of Chemistry,Jilin University,Changchun 130012,China. Science China（Chemistry）. 2012(02)
本文编号：3491881
【文章来源】：半导体光电. 2016,37(01)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图１ＴｉＯ２ＮＴＡ（ａ）和Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２ＮＴＡ（ｂ）的ＸＲＤ图谱
ｂ２Ｓ３纳米颗粒不仅均匀地分散在ＴｉＯ２ＮＴＡ的表面，而且镶嵌在管与管之间，说明Ｓｂ２Ｓ３纳米颗粒成功地修饰了ＴｉＯ２纳米管的内表面和外表面。这种结构可以使ＴｉＯ２ＮＴＡ负载更多的Ｓｂ２Ｓ３纳米颗粒，增加光的吸收，同时增加ＴｉＯ２ＮＴＡ和Ｓｂ２Ｓ３纳米颗粒的接触，为载流子的传输提供更多的通道。从Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２ＮＴＡ的截面图观察到ＴｉＯ２ＮＴＡ的管状结构在水热反应的过程中保存完好。图２ＴｉＯ２ＮＴＡ和Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２ＮＴＡ的表面和截面ＦＥＳＥＭ２．３Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２纳米管异质结阵列的光电性能纯的ＴｉＯ２ＮＴＡ、Ｓｂ２Ｓ３纳米颗粒和Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２ＮＴＡ在暗态下的电流－电压关系曲线如图３（ａ）所示。单独的Ｓｂ２Ｓ３纳米颗粒以及ＴｉＯ２ＮＴＡ的Ｉ－Ｖ曲线均为直线（见图３（ａ）插图），说明Ａｌ电极和Ｓｂ２Ｓ３纳米颗粒和ＴｉＯ２ＮＴＡ分别形成了良好的欧姆接触，在纯的ＴｉＯ２ＮＴＡ和Ｓｂ２Ｓ３纳米颗粒中没有整流效应［７］。当两者复合之后，Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２ＮＴＡ表现出明显的整流效应，由此可见，Ｓｂ２Ｓ３与ＴｉＯ２之间形成了具有整流效应的异质结，异质结的形成，便于光生载流子的分离和传输。图３（ｂ）是Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２ＮＴＡ在ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）标准光强作用下的电流－电压曲线。从图
Ｓｂ２Ｓ３实现了一步晶化。另外，ＴｉＯ２ＮＴＡ和Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２ＮＴＡ的ＸＲＤ中都有来源于钛基底的衍射峰［６］。２．２Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２纳米管异质结阵列的形貌由图２可以看出，ＴｉＯ２纳米管阵列具有清晰的管状结构，管内径约为１１１ｎｍ，管壁约３２ｎｍ，管长１０μｍ左右，并从图２（ｂ）的插图观察到ＴｉＯ２纳米管的表面很光滑。水热反应中生成的Ｓｂ２Ｓ３纳米颗粒，直径约为１１～１５ｎｍ。Ｓｂ２Ｓ３纳米颗粒不仅均匀地分散在ＴｉＯ２ＮＴＡ的表面，而且镶嵌在管与管之间，说明Ｓｂ２Ｓ３纳米颗粒成功地修饰了ＴｉＯ２纳米管的内表面和外表面。这种结构可以使ＴｉＯ２ＮＴＡ负载更多的Ｓｂ２Ｓ３纳米颗粒，增加光的吸收，同时增加ＴｉＯ２ＮＴＡ和Ｓｂ２Ｓ３纳米颗粒的接触，为载流子的传输提供更多的通道。从Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２ＮＴＡ的截面图观察到ＴｉＯ２ＮＴＡ的管状结构在水热反应的过程中保存完好。图２ＴｉＯ２ＮＴＡ和Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２ＮＴＡ的表面和截面ＦＥＳＥＭ２．３Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２纳米管异质结阵列的光电性能纯的ＴｉＯ２ＮＴＡ、Ｓｂ２Ｓ３纳米颗粒和Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２ＮＴＡ在暗态下的电流－电压关系曲线如图３（ａ）所示。单独的Ｓｂ２Ｓ３纳米颗粒以及ＴｉＯ２ＮＴＡ的Ｉ－Ｖ曲线均为直线（见图３（ａ）插图），说明Ａｌ电极和Ｓｂ２Ｓ
【参考文献】：
期刊论文
[1]CuS/TiO2纳米管异质结阵列的制备及光电性能[J]. 柯川,蔡芳共,杨峰,程翠华,赵勇. 高等学校化学学报. 2013(02)
[2]Surface photovoltage phase spectroscopy study of the photo-induced charge carrier properties of TiO2 nanotube arrays[J]. CHEN LiPing,XIE TengFeng,WANG DeJun *,FAN ZhiYong & JIANG TengFei State Key Laboratory of Theoretical and Computational Chemistry;College of Chemistry,Jilin University,Changchun 130012,China. Science China（Chemistry）. 2012(02)
本文编号：3491881
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