氮掺杂二氧化钛纳米棒阵列的制备和光电转化性能表征

作     者：孙琼 孙先淼 李阳 董立峰 Sun Qiong;Sun Xianmiao;Li Yang;Dong Lifeng

作者机构：青岛科技大学材料科学与工程学院山东青岛266042 

出 版 物：《中国科技论文》 (China Sciencepaper)

年 卷 期：2013年第8卷第9期

页      面：883-887页

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070205[理学-凝聚态物理] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 070301[理学-无机化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20123719110001) 中国博士后科学基金特别资助项目(2013T60652) 中国博士后科学基金资助项目(2012M521297) 山东省自然科学杰出青年基金资助项目(JQ201118) 山东省泰山学者建设工程资助项目(tshw20091005) 山东省博士后创新项目专项资金资助项目(201203028) 青岛市国际科技合作计划资助项目(12-1-4-136-hz) 

主　　题：氮掺杂 TiO2纳米棒阵列 形貌表征 光电流响应 

摘      要：以氨水为氮源,在掺杂氟的SnO2导电玻璃(SnO2:F,FTO)基底上通过水热法生长出氮掺杂单晶金红石相TiO2纳米棒阵列。XPS检测证明,底物中只有很少量的氮元素能进入到TiO2中,并以O—Ti—N形态存在。随着氮掺杂浓度的升高,TiO2纳米棒长度增加,(002)晶面相对于未掺杂TiO2生长迅速。样品的吸收光谱未发生明显变化,说明半导体的禁带宽度(或能隙大小)没有受到氮掺杂的影响。在光电转化中,体系在模拟太阳光辐射下的光电流响应和外量子效率都有大幅改善,最高值分别达到0.15mA/cm2和3.1%,均为空白TiO2的3.8倍。然而,氮浓度的继续增加会导致TiO2纳米棒团聚,促使光致电荷在传输过程中发生复合现象;过量的氨水还会与底物直接发生水解反应,不利于基底上纳米棒的生长。所以,适量浓度的氮掺杂TiO2纳米棒阵列是一种具有发展前景的太阳能电池材料。