半導體材料的電沉積制備及其光電性能研究.pdf

1、近年來，半導體材料由于其特殊的物理化學性質以及在光吸收方面的優(yōu)越性，而越來越多地用于太陽能的利用方面，特別是在太陽能電池、光催化分解水以及光催化分解有機污染物等方面。CuI和AgI都是寬禁帶半導體，并且它們都可以作為超離子導體廣泛應用于能源和固體離子器件等方面。Ag3PO4半導體最近剛剛被發(fā)現(xiàn)具有出色的光催化性能。作為一種寬禁帶半導體，TiO2經常應用于光催化方面，TiO2納米管陣列的性能尤其出色?，F(xiàn)在，人們越來越多地把TiO2納米管陣

2、列進行摻雜和修飾，來提高其性能。
　　 與其他制備方法相比，電沉積具有低溫、低成本、過程可控等優(yōu)點。電沉積也已經越來越多地應用于高質量半導體材料的制備當中。本文采用電沉積方法制備出了CuI、AgI、Ag3PO4以及TiO2/Ag3PO4復合納米管陣列材料，并對其結構、形貌和光性能方面進行了研究。論文研究內容分四部分：
　　 (1)PVP輔助電沉積高溫相β-CuI及其性能研究。之前，CuI已經通過電沉積的方法成功制備出來。

3、眾所周知，PVP（聚乙烯吡咯烷酮）經常作為表面活性劑和穩(wěn)定劑應用于金屬及其化合物的制備中。PVP不僅能改變所制備晶體的形貌，還能改變其物相結構。本文用PVP輔助進行電沉積制備CuI，不但得到了不同形貌的CuI晶體，還得到了高溫相β-CuI，并且隨著PVP量的增加β-CuI的含量也越來越高。
　　 (2)室溫電沉積制備取向性AgI。本文以Ag(I)-EDTA-KI體系為電解液，電沉積制備出了取向性較好的AgI晶體。另外，實驗也考察

4、了電沉積過程中電位對AgI晶體的影響。結果證明在低電位下，得到的AgI晶體多為六棱柱狀結構；較高電位下得到的多為無明顯形貌的納米粒子。通過XRD結果可知得到的AgI為γ和β的混合相，用Rietveld對混合相進行分析精修得到的結果表明，電沉積得到的AgI的β/γ的比例約為44/56。
　　 (3)室溫電沉積Ag3PO4及其性能表征。用氨水做絡合劑，采用一步電沉積法制備得到了具有明顯形貌的Ag3PO4晶體。該實驗是通過電化學方法電

5、解水產生酸的方式，使得銀離子從絡合物中游離出來并與磷酸根結合生成Ag3PO4。實驗中，我們也探討了沉積溫度和電位對晶體的影響。最后經過表征證實，Ag3PO4具有很好的光催化性能。
　　 (4)TiO2/Ag3PO4復合納米管陣列的制備及其性能表征。通過將TiO2和Ag3PO4復合制得TiO2/Ag3PO4復合納米管陣列材料，其光催化性能大大提高。實驗中，我們首先采用超聲輔助陽極氧化法制得TiO2納米管陣列。然后，用超聲輔助在Ti