Sb_2S_3纳米粒子修饰ZnO纳米片微纳分级结构的光电化学性能  

Photoelectrochemical Properties of Hierarchical ZnO Nanosheets Micro-Nanostructure Modified with Sb_2S_3 Nanoparticles

作　　者：郝彦忠[1,2] 郭志敏[1] 孙宝[2] 裴娟[2] 王尚鑫 李英品[2] 

机构地区：[1]河北科技大学化学与制药工程学院,石家庄050018 [2]河北科技大学理学院,石家庄050018

出　　处：《物理化学学报》2015年第11期2109-2116,共8页Acta Physico-Chimica Sinica

基　　金：国家自然科学基金(21173065);河北省自然科学基金(B2014208062;B2014208066;B2010000856)资助项目~~

摘　　要：采用恒电位方法,选择氯化钾和乙二胺(EDA)为添加剂,在氧化铟锡(ITO)导电玻璃上制备了高度有序的ZnO纳米片阵列,通过二次电沉积得到了ZnO纳米片上生长纳米棒的微纳分级结构.利用化学浴沉积法在ZnO基底上沉积Sb2S3纳米粒子制备出了Sb2S3/ZnO纳米片壳核结构和Sb2S3/ZnO微纳分级壳核结构.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱、瞬态光电流等对其形貌、结构组成和光电化学性能进行了表征和分析.结果表明,Sb2S3/ZnO纳米片上生长纳米棒分级壳核结构的光电流明显高于Sb2S3/ZnO纳米片壳核结构.在Sb2S3/ZnO纳米片壳核结构和Sb2S3/ZnO微纳分级壳核结构的基础上旋涂一层P3HT薄膜形成P3HT/Sb2S3/ZnO复合结构,以上述复合结构薄膜为光活性层组装成杂化太阳电池,其中,P3HT/Sb2S3/ZnO分级壳核结构杂化太阳电池的能量转换效率最高,达到了0.81%.We fabricated highly ordered ZnO nanosheet arrays on ITO substrates by adding KCl and ethylenediamine（EDA） through potentiostatic deposition, then produced a hierarchical structure of ZnO nanorods on the nanosheets by using secondary electrodeposition. Shell-core Sb2S3/ZnO nanostructures were prepared from ZnO nanosheets and ZnO nanorods on nanosheets by chemical bath deposition. The nanostructures were characterized using scanning electron microscopy（SEM） and X-ray diffraction（XRD）,and their photoelectrochemical properties were investigated using ultraviolet-visible spectroscopy（UV-Vis） and photocurrent measurements. The shell-core Sb2S3/ZnO based on the hierarchical micronanostructure had higher photocurrent than did the shell-core Sb2S3/ZnO nanosheets. A hybrid solar cell was fabricated with a P3HT/Sb2S3/ZnO film as the photoactive layer. The P3HT/Sb2S3/ZnO hierarchical electrode exhibited an energy conversion efficiency as high as 0.81%.

关 键 词：Sb2S3纳米粒子 ZnO纳米片 ZnO纳米片上生长纳米棒微纳分级结构 壳核式结构 杂化太阳电池 

分 类 号：TQ132.41[化学工程—无机化工] TB383.1[一般工业技术—材料科学与工程]