基于太阳能电池的TiO2纳米材料的制备

作     者：陈健生 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘大力;宋宏伟

授予年度：2009年

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 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）] 0702[理学-物理学] 

主      题：二氧化钛 纳米晶薄膜 水热法 金敏化 

摘      要：本论文首先采用溶胶-水热法制备了锐钛矿二氧化钛(TiO)纳米颗粒,通过对前驱体溶液组分及pH值、水热温度和时间的控制,调节纳米颗粒的晶体结构和尺寸。在此基础上,以制备出的锐钛矿TiO纳米颗粒作为钛源,在碱性条件下水热生长TiO纳米线和纳米带。 在制备出尺寸可调节的锐钛矿TiO纳米颗粒后,分别采用了两种不同的方法制备TiO纳米晶薄膜:方法一是利用聚乙二醇(PEG)作为模板剂,在薄膜的形成过程中起着结构导向的作用,在ITO玻璃上甩膜后进行高温处理除去PEG,从而形成具有孔隙结构的TiO纳米晶薄膜;方法二是利用已制备的TiO纳米颗粒作为模板剂,在ITO玻璃上甩膜后放入反应釜中进行水热处理,在水蒸气的环境下完成薄膜的结晶,进而形成具有孔隙结构的TiO纳米晶薄膜。 论文的最后一部分对金纳米颗粒的光敏化作用进行了研究。通过离子溅射法,制备了Au/TiO复合薄膜。实验中,通过改变蒸金时间研究其光吸收特性。从Au/TiO复合薄膜的UV-vis吸收谱,可观察到由于金纳米颗粒的表面等离子共振引起的在可见光区的吸收峰,这表明金纳米颗粒使复合薄膜的吸收光谱得到了拓展,表明了金属纳米结构光敏化在太阳能电池上具有潜在的应用价值。