氮掺杂二氧化钛纳米棒阵列的制备和光电转化性能表征

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0.15 mA/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.

关键词：氮掺杂、TiO2纳米棒阵列、形貌表征、光电流响应

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分类号：O484.4(固体物理学)

资助基金：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

在线出版日期：2013-11-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：883-887