光電化學(xué)分解水體系是提供新型清潔能源的一條重要途徑。摻雜的窄帶隙半導(dǎo)體光陽極既具有較高的太陽光利用率,又能獲得較好的電荷傳輸特性。但摻雜的有效性問題一直是制約光陽極光電化學(xué)性能的重要因素。高溫退火可以使雜質(zhì)原子發(fā)生更有效的替位,但是長時(shí)間的高溫退火會(huì)對(duì)襯底造成破壞。針對(duì)以上問題,本文以鈦摻雜氧化鐵（Ti:Fe₂O₃）作為光陽極,進(jìn)行高溫快速退火處理,研究了高溫快速退火對(duì)摻雜Ti原子的激活作用以及對(duì)Ti:Fe₂O₃光陽極的光電化學(xué)分解水性能的提升作用。具體研究內(nèi)容如下:1.采用不同濃度（0%-10 a.t.%）的鈦摻雜氧化鐵（Ti:Fe₂O₃）作為光陽極,分別進(jìn)行傳統(tǒng)馬弗爐500℃與高溫快速退火爐700℃退火處理。測(cè)試結(jié)果表明,與傳統(tǒng)退火方法相比,高溫快速退火更加有效地激活了Fe₂O₃光陽極中摻雜的Ti,使Ti更有效地替位摻雜到Fe₂O₃晶格中:顯著提高了載流子濃度、電導(dǎo)... 

【文章來源】：東北師范大學(xué)吉林省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

典型的光電化學(xué)水分解裝置示意圖

東北師范大學(xué)碩士學(xué)位論文向移動(dòng)，發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生氧氣。同樣地，對(duì)于 p 型半導(dǎo)體/電解質(zhì)溶液接觸時(shí)產(chǎn)生一個(gè)向下的帶彎和一個(gè)向內(nèi)的內(nèi)建電場(chǎng)(Ein)[9]，電子會(huì)在內(nèi)建電場(chǎng)的作用下液中移動(dòng)，發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣。 常用的光陽極材料在光電化學(xué)水分解過程中，光陽極的四電子轉(zhuǎn)移析氧反應(yīng)是限制 PEC 水分解效鍵步驟，因此開發(fā)高效的光陽極至關(guān)重要。圖 1.2 顯示了代表性的光陽極材料的其導(dǎo)、價(jià)帶位置[10]。

(1.9-2.2 eV)以及低成本、環(huán)保等。2O3光陽極的研究現(xiàn)狀e2O3光陽極的基本性質(zhì).2.2 節(jié)中我們已經(jīng)介紹了多種優(yōu)秀的光陽極材料，其中氧化鐵由于其自身前研究熱門的光陽極材料之一，下面我們主要從晶體結(jié)構(gòu)、光學(xué)性質(zhì)和能面對(duì)氧化鐵的基本性質(zhì)進(jìn)行介紹。結(jié)構(gòu)種晶態(tài)氧化鐵多形體中，α-Fe2O3 是最穩(wěn)定、用途最廣泛的一種，可以形構(gòu)。α-Fe2O3 屬于斜方六面體晶系，與剛玉(α-Al2O3)是相同結(jié)構(gòu)。氧化鐵圖 1.3 所示，O2-陰離子沿[001]c 軸方向排列成六方密排格子；Fe3+陽離子)面組成的八面體的三分之二，形成了 Fe2O9二聚體。每一對(duì)相鄰的 Fe2O共享一個(gè)面，而這些二聚體沿著ｃ軸形成鏈狀結(jié)構(gòu)[27,28]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]穩(wěn)定高效α-Fe2O3光電化學(xué)水分解——合理的材料設(shè)計(jì)和載流子動(dòng)力學(xué)[J]. 謝佳樂,楊萍萍,李長明.  材料導(dǎo)報(bào). 2018(07)



本文編號(hào)：3417490