本文選題：TiO2納米管陣列　切入點：陽極氧化法　出處：《太原理工大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：二氧化鈦（TiO2）是一種寬禁帶半導(dǎo)體金屬氧化物，廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、生物醫(yī)學(xué)、氣體檢測、光電探測、光電轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域。與其傳統(tǒng)體材料相比，其一維納米管陣列，具有高度有序、取向性好，比表面積大、高速的電子傳輸通道及優(yōu)異的陷光性能，在光電器件（如光電探測器、太陽能電池等）領(lǐng)域展現(xiàn)出誘人的應(yīng)用前景，其重要基礎(chǔ)是如何實現(xiàn)高度有序納米管陣列的生長及其結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化。 本文擬采用陽極氧化法，通過工藝的精細(xì)調(diào)控，以期實現(xiàn)TiO2米管陣列的可控制備，實現(xiàn)了具有高效光響應(yīng)的光電探測器的研發(fā)，并采用新型環(huán)保型Cu2ZnSnS4(CZTS)量子點對其進(jìn)行敏化，初步探索了其在太陽能電池中的應(yīng)用研究。綜合本論文工作，所取得的結(jié)果如下： （1）通過精細(xì)調(diào)控陽極氧化中的時間和二次氧化等關(guān)鍵工藝參數(shù)，實現(xiàn)了高度有序、長度均一、管長及管徑可控的TiO2納米管陣列的制備。 （2）探索了后處理溫度對TiO2納米管晶形的影響，獲得了適用于光電器件研發(fā)的銳鈦礦晶形的高度有序的納米管陣列制備。 （3）采用TiO2納米管陣列，實現(xiàn)了一種金屬-半導(dǎo)體-金屬（MSM）型結(jié)構(gòu)的光電探測器的組裝，探索了TiO2納米管陣列結(jié)構(gòu)參數(shù)對其光電探測器性能的影響，實現(xiàn)了高靈敏紫外光電探測器的研發(fā)，其最大光電流、光暗電流比、響應(yīng)率分別為1395μA、10370和176AW-1。 （4）采用“一鍋法”工藝，通過工藝的探索和優(yōu)化，實現(xiàn)了CZTS量子點的合成，其平均晶粒尺寸為5nm，晶體結(jié)構(gòu)為鋅黃錫礦(Kesterite)。以TiO2納米管陣列為電子傳輸層，CZTS量子點為敏化劑，初步探索了其在量子點敏化太陽能電池應(yīng)用研究。
[Abstract]:Titanium dioxide (TIO _ 2) is a wide band gap semiconductor metal oxide, widely used in environmental monitoring, biomedicine, gas detection, photoelectric detection, photoelectric conversion and other fields. With high order, good orientation, large specific surface area, high speed electron transmission channel and excellent trapping performance, it has shown attractive application prospects in the field of optoelectronic devices (such as photodetectors, solar cells, etc.). Its important foundation is how to realize the growth, structure design and optimization of highly ordered nanotube arrays. In this paper, anodic oxidation method is used to realize the controllable fabrication of TiO2 rice tube array and the development of photodetectors with high photoresponse. The novel environmentally friendly Cu2ZnSnS4CZTS quantum dots are used to sensitize the photodetectors. The results are as follows: (1) A preliminary exploration of its application in solar cells. 1) TiO2 nanotube arrays with high order, uniform length and controllable tube length and diameter can be fabricated by fine-tuning the key process parameters such as anodizing time and secondary oxidation. (2) the effect of post-treatment temperature on the crystal shape of TiO2 nanotubes was investigated, and a highly ordered anatase nanotube array was prepared for optoelectronic devices. The TiO2 nanotube array is used to realize the assembly of a metal-semiconductor-metal TiO2 structure photodetector. The influence of the structure parameters of the TiO2 nanotube array on the photodetector performance is explored. The high sensitive UV photodetector is developed. The maximum photocurrent, the ratio of light to dark current, and the responsivity are 1395 渭 An 10370 and 176AW-1, respectively. The synthesis of CZTS quantum dots is realized by "one pot method" process. The average grain size is 5 nm and the crystal structure is zinc-yellow tin ore Kesterite. The TiO2 nanotube array is used as the electron transport layer and the CZTS quantum dot is used as sensitizer. Its application in quantum dot-sensitized solar cells was preliminarily explored.
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.1;O614.411

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1559194