基于密度泛函理论二氧化锡改性材料的制备及光电性能研究

发布时间：2024-12-21 21:24

　　传统能源的过度开采和环境污染的不断加剧成为当今世界两大难题,充分利用太阳能和转化二氧化碳是解决能源和环境问题的热门研究课题。SnO₂半导体氧化物材料具有导电性好、电子迁移速率快及价格低廉等优点,是太阳能利用和二氧化碳转化领域光电催化的关键材料。然而SnO₂较宽的带隙（3.6 eV）在一定程度上使其应用受限。目前,常见的调节半导体氧化物带隙的方法主要为元素掺杂和半导体复合。受此启发,作者认为可通过这一手段调节SnO₂材料的带隙,从而改善其光电性能,拓宽其在太阳能利用和CO₂转化等领域的应用。本论文采用基于第一性原理的密度泛函理论计算方法系统地研究了SnO₂材料在染料敏化太阳能电池和CO₂转化过程中的作用机制。同时设计制备一系列具有较好光电催化性能的M-S（M=Mg,Ca,Al,Ga）共掺杂SnO₂材料及MX₂/SnO₂（M=Mo,W;X=S,Se）纳米复合物材料,重点通过理论计算结合实验的方法探...

【文章页数】：142 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-1金红石型SnO2晶体结构图

图1-1金红石型SnO2晶体结构图Fig.1-1ThecrystalstructureofrutileSn制导体金属氧化物，常见的为金红带电子受到激发从价带跃迁到导到还原和氧化的作用。SnO2的导能力：导带的位置越高，则其还maximum,VBM)决定了其氧....

图1-2异质结促进电子-空穴对有效分离的机理图

图1-2异质结促进电子-空穴对有效分离的机理图[47]ffectiveseparationmechanismdiagramofelectron-holepromotedbyhetero异质结促进电子-空穴对有效分离的机理图。p-n异质结是两种附近有强的局域电....

图1-3SnO2/ZnO异质结纳米催化剂的能带结构及光催化机制图

图1-2异质结促进电子-空穴对有效分离的机理图[47]effectiveseparationmechanismdiagramofelectron-holepromotedbyheterojun异质结促进电子-空穴对有效分离的机理图。p-n异质结是两种半附近....

图1-4NiO/SnO2异质结复合材料的光催化机理图

太原理工大学博士研究生学位论文erikvandi等人[49]通过煅烧的方法制备了NiO/SnO2异质结复1-4，NiO和SnO2半导体形成异质结以后，在NiO和SnO电荷，在光照下NiO导带的光生电子会流向SnO2的导带会流向NiO的价带，这大大减小了电....

本文编号：4018929