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硫化氧化两步法提高(110)取向ZnO纳米片比表面及其光电极应用
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:Acta Physico - Chimica Sinica
  • 时间:2013
  • 页码:1975-1980
  • 分类:O649[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]南京大学固体微结构物理国家重点实验室,南京210093, [2]南京大学物理学院环境材料与再生能源研究中心,南京210093, [3]南京大学材料科学与工程系,南京210093
  • 相关基金:国家自然科学基金(11174129)和江苏省自然科学基金(BK2011056,BE2012089)资助项目
  • 相关项目:复合敏化光电极的微纳结构调控及其光电转换应用研究
中文摘要:

以硫代乙酰胺为硫源, 通过一种较温和的溶剂热法先将生长于氟掺杂的SnO2 (FTO)导电玻璃上的ZnO纳米片硫化, 再将其在空气中高温焙烧氧化,利用ZnO/ZnS晶格的膨胀收缩效应使ZnO纳米片表面粗糙化,达到提高其比表面积的目的. 系统研究了该硫化氧化两步法中ZnO纳米片、硫化后的ZnS纳米片、硫化氧化后的ZnO纳米片薄膜的形貌、物相、比表面积及孔径分布的变化. 并将硫化氧化前后两种ZnO纳米片阵列薄膜制成染料敏化太阳电池的光电极, 分别对电池的电流密度-电压(J-V)特性进行了表征. 实验结果表明, 经过硫化氧化后的ZnO纳米片的比表面积大约是未经该处理的ZnO纳米片的2倍, 同时前者的太阳电池光电转换效率(IPCE)相对于后者提高33%.

英文摘要:

To increase the specific surface area of ZnO nanosheets, a sulfuration and oxidization treatment was introduced. First, ZnO nanosheets were grown by the hydrothermal method at a low temperature on the conductive side of the fluorine-doped tin oxide (FTO) conductive glass. The same method was then used to obtain ZnS nanosheets by dipping the FTO with ZnO nanosheets into the precursor of the thioacetamide aqueous solution. In the end, ZnO nanosheets were gained again by sintering ZnS nanosheets at a high temperature in an air atmosphere. The effects of the treatment on ZnO nanosheets were studied with respect to morphology, structure, specific surface area, and pore size distributions. The results showed that the specific surface area of ZnO nanosheets can be doubled after the sulfuration and oxidization treatment. The samples were also introduced into the photcelectrode of dye-sensitized solar cells (DSSCs) and their dye-loading, current density-voltage (J-V), and the monochromatic incident photon-to-electron conversion efficiency (IPCE) were characterized and compared. The results showed that both the dye-loading and IPCE were increased via the sulfuration and oxidization treatment. Above all, the energy conversion efficiency of DSSCs was found to increase by 33%.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781