編號：NMJS00635
篇名：Zn~(2+)離子摻雜對納米TiO_2薄膜電極表面形貌和紫外光電性能的影響
作者：付姚; 曹望和; 彭勇;
關(guān)鍵詞：Zn2 離子摻雜; 納米TiO2薄膜電極; 紫外光電性能; 光電轉(zhuǎn)換;
機構(gòu)： 大連海事大學物理系;
摘要： 采用sol-gel法制備了Zn2+離子摻雜的銳鈦礦相納米TiO2薄膜電極。通過X射線衍射(XRD)、吸收光譜、原子力顯微鏡(AFM),結(jié)合光電流作用譜研究了Zn2+離子摻雜對TiO2薄膜電極表面形貌和紫外光電性能的影響。結(jié)果表明,在所選濃度范圍內(nèi),Zn2+離子摻雜濃度對薄膜的相組成和紫外光吸收強度無明顯作用,但可顯著改變薄膜表面顆粒大小和形貌特征,從而影響電極光電性能。0.1%(摩爾分數(shù))Zn2+離子的摻雜使膜內(nèi)顆粒尺寸由30nm增大至40nm,同時使表面顆粒的生長具有一定的擇優(yōu)取向,顆粒形狀由本征薄膜的類球形變?yōu)榇怪庇谀っ娴闹鶢铑w粒。這一結(jié)構(gòu)大幅增大了薄膜的表面積,提高了載流子在固-液界面的傳輸效率,促使電極光電流密度(PCD)比本征電極提高40%。隨摻雜濃度的提高,表面顆粒尺寸逐漸增大,形狀恢復(fù)為類球形,電極光電性能有所降低。當摻雜濃度達到5%(摩爾分數(shù))時,顆粒粒徑急劇增大至130nm,表面顆粒因熔點降低而熔合成無孔表面,導(dǎo)致電極PCD急劇降低。
