結(jié)合水熱法和陽極氧化法合成了Sb₂S₃/TiO₂納米管異質(zhì)結(jié)陣列,采用場發(fā)射掃描電子顯微鏡、X射線衍射譜表征了異質(zhì)結(jié)陣列的形貌和晶體結(jié)構(gòu)。暗態(tài)下的電流-電壓曲線表明Sb₂S₃/TiO₂納米管異質(zhì)結(jié)陣列具有整流效應(yīng)。相比于純的TiO₂納米管陣列,Sb₂S₃/TiO₂納米管異質(zhì)結(jié)陣列的光電性能有了顯著的提升:在AM 1.5標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)作用下,光電轉(zhuǎn)換效率從0.07%增長到0.40%,表面光電壓響應(yīng)范圍從紫外光區(qū)拓寬至可見光區(qū)。結(jié)合表面光電壓譜和相位譜,分析了Sb₂S₃/TiO₂納米管異質(zhì)結(jié)陣列中光生載流子的分離和傳輸性能。 

【文章來源】：半導(dǎo)體光電. 2016,37(01)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

圖１ＴｉＯ２ＮＴＡ（ａ）和Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２ＮＴＡ（ｂ）的ＸＲＤ圖譜

ｂ２Ｓ３納米顆粒不僅均勻地分散在ＴｉＯ２ＮＴＡ的表面，而且鑲嵌在管與管之間，說明Ｓｂ２Ｓ３納米顆粒成功地修飾了ＴｉＯ２納米管的內(nèi)表面和外表面。這種結(jié)構(gòu)可以使ＴｉＯ２ＮＴＡ負(fù)載更多的Ｓｂ２Ｓ３納米顆粒，增加光的吸收，同時增加ＴｉＯ２ＮＴＡ和Ｓｂ２Ｓ３納米顆粒的接觸，為載流子的傳輸提供更多的通道。從Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２ＮＴＡ的截面圖觀察到ＴｉＯ２ＮＴＡ的管狀結(jié)構(gòu)在水熱反應(yīng)的過程中保存完好。圖２ＴｉＯ２ＮＴＡ和Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２ＮＴＡ的表面和截面ＦＥＳＥＭ２．３Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２納米管異質(zhì)結(jié)陣列的光電性能純的ＴｉＯ２ＮＴＡ、Ｓｂ２Ｓ３納米顆粒和Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２ＮＴＡ在暗態(tài)下的電流－電壓關(guān)系曲線如圖３（ａ）所示。單獨(dú)的Ｓｂ２Ｓ３納米顆粒以及ＴｉＯ２ＮＴＡ的Ｉ－Ｖ曲線均為直線（見圖３（ａ）插圖），說明Ａｌ電極和Ｓｂ２Ｓ３納米顆粒和ＴｉＯ２ＮＴＡ分別形成了良好的歐姆接觸，在純的ＴｉＯ２ＮＴＡ和Ｓｂ２Ｓ３納米顆粒中沒有整流效應(yīng)［７］。當(dāng)兩者復(fù)合之后，Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２ＮＴＡ表現(xiàn)出明顯的整流效應(yīng)，由此可見，Ｓｂ２Ｓ３與ＴｉＯ２之間形成了具有整流效應(yīng)的異質(zhì)結(jié)，異質(zhì)結(jié)的形成，便于光生載流子的分離和傳輸。圖３（ｂ）是Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２ＮＴＡ在ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ２）標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)作用下的電流－電壓曲線。從圖

Ｓｂ２Ｓ３實(shí)現(xiàn)了一步晶化。另外，ＴｉＯ２ＮＴＡ和Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２ＮＴＡ的ＸＲＤ中都有來源于鈦基底的衍射峰［６］。２．２Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２納米管異質(zhì)結(jié)陣列的形貌由圖２可以看出，ＴｉＯ２納米管陣列具有清晰的管狀結(jié)構(gòu)，管內(nèi)徑約為１１１ｎｍ，管壁約３２ｎｍ，管長１０μｍ左右，并從圖２（ｂ）的插圖觀察到ＴｉＯ２納米管的表面很光滑。水熱反應(yīng)中生成的Ｓｂ２Ｓ３納米顆粒，直徑約為１１～１５ｎｍ。Ｓｂ２Ｓ３納米顆粒不僅均勻地分散在ＴｉＯ２ＮＴＡ的表面，而且鑲嵌在管與管之間，說明Ｓｂ２Ｓ３納米顆粒成功地修飾了ＴｉＯ２納米管的內(nèi)表面和外表面。這種結(jié)構(gòu)可以使ＴｉＯ２ＮＴＡ負(fù)載更多的Ｓｂ２Ｓ３納米顆粒，增加光的吸收，同時增加ＴｉＯ２ＮＴＡ和Ｓｂ２Ｓ３納米顆粒的接觸，為載流子的傳輸提供更多的通道。從Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２ＮＴＡ的截面圖觀察到ＴｉＯ２ＮＴＡ的管狀結(jié)構(gòu)在水熱反應(yīng)的過程中保存完好。圖２ＴｉＯ２ＮＴＡ和Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２ＮＴＡ的表面和截面ＦＥＳＥＭ２．３Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２納米管異質(zhì)結(jié)陣列的光電性能純的ＴｉＯ２ＮＴＡ、Ｓｂ２Ｓ３納米顆粒和Ｓｂ２Ｓ３／ＴｉＯ２ＮＴＡ在暗態(tài)下的電流－電壓關(guān)系曲線如圖３（ａ）所示。單獨(dú)的Ｓｂ２Ｓ３納米顆粒以及ＴｉＯ２ＮＴＡ的Ｉ－Ｖ曲線均為直線（見圖３（ａ）插圖），說明Ａｌ電極和Ｓｂ２Ｓ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]CuS/TiO2納米管異質(zhì)結(jié)陣列的制備及光電性能[J]. 柯川,蔡芳共,楊峰,程翠華,趙勇.  高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報. 2013(02)
[2]Surface photovoltage phase spectroscopy study of the photo-induced charge carrier properties of TiO2 nanotube arrays[J]. CHEN LiPing,XIE TengFeng,WANG DeJun *,FAN ZhiYong & JIANG TengFei State Key Laboratory of Theoretical and Computational Chemistry;College of Chemistry,Jilin University,Changchun 130012,China.  Science China（Chemistry）. 2012(02)



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