CdS量子点敏化ZnO纳米棒阵列电极的制备和光电化学性能

采用连续式离子层吸附与反应法制备了CdS量子点敏化的ZnO纳米棒电极.应用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对CdS量子点/ZnO纳米棒电极的形貌、晶型和颗粒尺寸进行了分析和表征;采用光电流-电位曲线和光电流谱研究了不同CdS循环沉积次数及不同沉积浓度对复合电极的光电性能影响.结果表明,前驱体浓度都为0.1mol·L-1且沉积15次敏化后的ZnO纳米棒阵列电极光电性能最好.与单纯的ZnO纳米棒阵列电极和单纯的CdS量子点电极相比,其光电转换效率显著提高,单色光光子-电流转换效率(IPCE)在380nm处达到76%.这是因为CdS量子点可以拓宽光的吸收到可见光区,并且在所形成的界面上光生载流子更容易分离.荧光光谱实验进一步说明了光电增强的原因是,两者间形成的界面中表面态大大减少,有利于减少光生电子和空穴的复合.

ZnO纳米棒/CdS量子点的制备及紫外-可见探测性能研究

本文采用水热法在ITO衬底上制备了ZnO纳米棒阵列,然后用化学水浴沉积法在纳米棒上制备CdS量子点。分别利用SEM和XRD对样品形貌和晶体结构进行表征。结果表明,球状的CdS量子点均匀地包覆在ZnO纳米棒表面,且结晶质量较好。基于ZnO纳米棒和ZnO纳米棒/CdS量子点制备的探测器对紫外光都具有很好的响应,然而与ZnO纳米棒探测器相比,ZnO纳米棒/CdS量子点探测器在相同条件下的光电流提高了7倍,为0.52 mA。此外,ZnO纳米棒/CdS量子点探测器对绿光和蓝光也表现出了很好的响应。

P3HT修饰一维有序壳核式CdS/ZnO纳米棒阵列复合膜的光电化学性能

采用电化学方法在铟锡氧化物(ITO)导电玻璃上制备了高度有序的ZnO纳米棒阵列,在ZnO纳米棒阵列上先后电化学沉积CdS纳米晶膜及聚3-己基噻吩(P3HT)薄膜得到P3HT修饰的一维有序壳核式CdS/ZnO纳米阵列结构,并通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、能量散射X射线(EDX)等表征手段证实了该结构的形成.以此纳米结构薄膜为光阳极组装新型半导体敏化太阳电池,研究了CdS纳米晶膜的厚度和P3HT薄膜的沉积对电池光伏性能的影响,初步探讨了电荷在电池结构中的传输机理,结果表明,CdS纳米晶膜和P3HT薄膜的沉积有效地拓宽了光阳极的光吸收范围,实验中电池的光电转换效率最高达到1.08%.

CdSZnO核壳纳米棒阵列结构的制备及在太阳能电池中的应用

采用水热法制备垂直于FTO导电玻璃基底的ZnO纳米棒阵列,然后通过电化学沉积法在ZnO纳米棒阵列上沉积CdS纳米晶,形成CdS/ZnO核壳纳米棒阵列结构。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱仪(EDS)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)等对所得样品的形貌、结构组成进行分析表征;并以其为光电极组装太阳能电池,研究CdS纳米晶厚度对该电池光电性能的影响。结果表明,所得样品不仅拓宽和加强电池的光吸收能力,也有效调控光生载流子的传输。当CdS纳米晶沉积时间为60s时,电池的光电转换效率最高可达1.10%。

CdS量子点敏化TiO_2纳米线束阵列太阳能电池的研究

采用水热合成技术,以盐酸、去离子水和酞酸丁酯为反应前驱物,在透明导电玻璃衬底(FTO)上生长TiO2纳米线束阵列,以化学浴沉积技术制备CdS量子点敏化TiO2纳米线束阵列光阳极。研究了CdS量子点敏化的循环周期对太阳能电池的光伏性能、单色光光子-电子转换效率、静态和动态光电流的特性的影响规律。结果表明:CdS量子点的大小和密度随着敏化循环周期的增加而增加,当敏化循环的周期为15次时,单色光光子-电子转换效率最高,电池的短路电流密度为0.61 mA/cm2,开路电压为0.65 V,填充因子为0.50,光电转换效率为0.20%。通过强度调制的光电流谱分析,得到光生电子在光阳极中的扩散系数为3.2×10-6cm2/s,传输时间为2.1×10-2s。

ZnO/CdS量子点的制备及其荧光性能

研究了用液相法的方法可控合成ZnO/CdS量子点,并通过调节前驱体的比例来制备不同光色的量子点,使ZnO/CdS量子点能够光色可调,成功地得到激发主峰在450-460 nm,发射主峰在600 nm左右的ZnO/CdS量子点,和蓝光复合可以得到暖白光,大大提高白光LEDs的显色性,这说明该量子点在暖白光发光二级管中具有潜在的应用价值.

CdS量子点敏化ZnO薄膜的制备及其性能研究

本文以Zn(CH3COO)2·2H2O、CdCl2和硫脲的水溶液分别为前驱体,采用超声喷雾热解法在ITO导电玻璃上成功的制备了CdS量子点敏化ZnO薄膜(ZnO∶CdS)。通过扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD),光致发光(PL)谱和吸收光谱对CdS量子点敏化ZnO薄膜形貌,结构和光学性能进行了研究。SEM图表明CdS量子点已成功沉积到ZnO薄膜上,量子点呈颗粒状,直径约71 nm。XRD结果显示,除观察到原有的ZnO特征峰外,在2θ=30.3°处有一明显的特征峰,对应着CdS的(111)晶面。PL谱图表明在325 nm的光激发下,CdS量子点敏化ZnO薄膜在400 nm处有一较强的紫外发射峰,在500～700 nm处有一个较宽的黄绿发射带。吸收光谱表明,CdS量子点敏化后ZnO薄膜在可见光区的吸收边为586nm。

低温水相合成巯基化聚乙烯醇/CdS量子点纳米复合物及用于测定环境水样中痕量Cu(2＋)

采用水相合成法,在低温N2气保护条件下,以巯基化聚乙烯醇(PVA)为基体材料合成一种环境友好型PVA/CdS量子点纳米复合物,并通过红外光谱(IR)、X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、热重(TG)、荧光光谱(PL)和紫外可见光谱(UV-Vis)等技术手段对复合物进行结构表征和光学性能研究。测试结果表明,复合物中CdS量子点为立方晶型结构,形状为球形,粒径小于5nm,具有很好的稳定性、分散性及发光性质。此外,Cu^(2+)对PVA/CdS水溶液荧光具有良好的猝灭作用,其荧光猝灭程度与Cu^(2+)浓度在1~1000nmol/L范围内呈良好的线性关系,线性相关系数为0.9923,方法检出限为0.12nmol/L。该纳米复合物荧光分析方法简便快速、灵敏度高、检出限低,已应用于实际黄河水样中痕量Cu^(2+)的分析与检测。

液相沉积法制备ZnO/CdS复合纳米棒阵列薄膜及其光电性质

采用两步化学溶液沉积法在氧化铟锡(ITO)导电玻璃衬底上制备了ZnO/CdS复合纳米棒阵列薄膜.利用X射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见(UV-Vis)吸收分光光度计、荧光(PL)光谱仪及表面光电压谱(SPS)研究了不同CdS沉积时间对复合薄膜的晶体结构、形貌、光电性质的影响.研究结果表明:ZnO纳米棒阵列表面包覆CdS纳米颗粒后,其吸收光谱可拓展到可见光区;与吸收光谱相对应在可见光区出现新的光电压谱响应区,这一现象证实,通过与CdS复合可显著提高ZnO纳米棒阵列在可见光区的光电转换性能;随着CdS纳米颗粒沉积时间的延长,复合纳米棒阵列薄膜在大于383nm波长区域的光电压强度逐渐减弱,而在小于383nm波长区域的光电压强度逐渐增强.用两种不同的电荷产生和分离机制对这一截然相反的光响应过程进行了详细的讨论和解释.

复合对电极CdS量子点敏化TiO_2纳米管太阳能电池

采用水热法和磁控溅射法相结合,在FTO导电玻璃上分别制备金属Pt和Cu1.8S/CuS薄膜,构成复合对电极,并将其成功应用到CdS量子点敏化TiO_2纳米管太阳电池中.这种复合对电极能够与多硫电解质相匹配,有效地提高量子点敏化太阳能电池的光电转化效率.利用X线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜电极(SEM)和透射电镜(TEM)对复合对电极和TiO_2纳米管光阳极的结构与形貌进行表征,通过AM1.5模拟太阳光测试系统对其光电性能进行表征.结果表明:复合对电相较与传统的Pt对电极和Cu1.8S/CuS单一对电极而言具有明显优势,提高了CdS量子点敏化太阳能电池的短路电流密度(9.27 m A/cm^2)、开路电压(0.577 V)和填充因子(49.4%),最终获得2.64%的光电转化效率.

CdSe/CdS量子点共同敏化TiO_2纳米管阵列光阳极研究

为了探究量子点共敏化对TiO_2纳米管阵列太阳能电池的光电转换效率的影响,采用连续离子层沉积法制备了不同循环沉积次数的Cd Se量子点敏化和Cd Se/Cd S量子点共敏化TiO_2纳米管阵列光阳极,并采用能谱分析、扫描电子显微镜、X射线衍射、紫外吸收光谱等方法对光阳极进行了表征。以制得的光阳极组装了太阳能电池,并对其光电转换效率和伏安特性进行了测试。研究结果表明:制备的Cd Se/Cd S量子点共敏化太阳能电池比Cd Se量子点单独敏化的太阳能电池更有效地吸收长波太阳光,在波长为575 nm处最大光电转化效率达到35.3%,对640 nm波长的光仍然有超过10%的量子效率;最大短路电流密度为5.45 m A/cm2,开路电压为0.64 V,光电转换效率达到1.95%,Cd Se/Cd S量子共敏化太阳能电池光电转换效率比Cd Se量子点单独敏化的提高了约2倍。

CdS量子点沉积的钛基纳米管的制备及其光催化性能研究

采用水热法制备了钛基纳米管,利用双官能团物质2-巯基丙酸为连接剂,将CdS量子点沉积在纳米管表面,研究了2-巯基丙酸浓度对样品的物相、微观结构和光催化活性的影响。利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、紫外可见分光度计和光催化反应仪对样品进行了表征。结果表明,CdS量子点成功沉积在纳米管表面,改变2-巯基丙酸浓度可以调节CdS量子点的沉积数量,随着CdS量子点在纳米管表面的沉积,样品不仅在紫外光区有吸收,在可见光区也出现吸收,其吸收边在540nm左右。CdS量子点的沉积提高了样品在可见光下的光催化活性,2-巯基丙酸浓度为0.7mol/L时制备的样品对甲基橙降解的光催化活性最好。

CdTe/CdS核/壳结构纳米晶量子点的结构及荧光性能

采用水相合成法,制备出核/壳结构CdTe/CdS纳米晶量子点,用红外光谱和X射线衍射对其结构进行了表征,并对CdTe纳米晶量子点光稳定性以及CdTe/CdS纳米晶量子点荧光特性影响因素进行了研究.结果表明:随着放置时间的增加,CdTe量子点的光学稳定性下降;随着反应时间的增加和壳/核比例的增加,CdTe/CdS纳米晶量子点的荧光发射波长均发生红移;且反应时间增加,荧光强度增强;当CdS与CdTe壳/核比例为2∶1时,荧光强度最强.

CdS量子点修饰TiO_(2)纳米管及光解水产氢性能研究

二氧化钛(TiO_(2))是一种传统的光催化剂材料,但由于其自身带隙宽(3.2 eV)及光生载流子易复合,往往需要通过贵金属或过渡金属掺杂、阴离子掺杂、构建异质结等手段增强其对太阳光的有效吸收,促使光生载流子分离并抑制其复合。采用两步法构建TiO_(2)/CdS异质结,首先通过多重电压阳极氧化法制备结构化的TiO_(2)纳米管阵列,再以TiO_(2)纳米管为基底,通过化学浴沉积法在TiO_(2)纳米管管壁内外均匀生长CdS量子点。通过X射线衍射、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外‐可见光谱(UV‐VIS)对TiO_(2)/CdS异质结组成、形貌和光学性质进行了表征。结果表明,构建的TiO_(2)‐CdS异质结有效抑制光生载流子复合,促进激发电子的转移,提高光催化产氢效率;样品TiO_(2)(1.0)‐CdS(1.0)产氢效率达到1.30 mmol/(g⋅h),是CdS量子点的1.67倍。最后,基于实验分析提出了可见光光解水制氢过程中光生电子在TiO_(2)-CdS上的转移机制。

ZnO纳米棒/Bi_(2)S_(3)量子点异质结的制备及光电探测性能研究

为了获得具有多波段响应的ZnO基宽光谱光电探测器,将ZnO与其它窄带隙半导体耦合构建异质结,并基于此制备了光电探测器。本文采用水热法结合连续离子层吸附反应法在FTO衬底上成功制备了ZnO纳米棒/Bi_(2)S_(3)量子点异质结材料。通过扫描电子显微镜和能谱仪表征了ZnO纳米棒/Bi_(2)S_(3)量子点异质结的表面形貌和元素组成。结果表明,Bi_(2)S_(3)量子点均匀且致密地附着在整个ZnO纳米棒上。此外,基于该ZnO纳米棒/Bi_(2)S_(3)量子点异质结制备的探测器能够在无外加偏压条件下工作,即具有自供能特性。与ZnO纳米棒探测器相比,ZnO纳米棒/Bi_(2)S_(3)量子点探测器在紫外光照射下的光电流增大了0.065 mA,这主要是因为两者形成的异质结能够有效抑制光生载流子的复合。此外,ZnO纳米棒/Bi_(2)S_(3)量子点探测器对可见光也具有优异的探测能力,其对波长为470 nm的蓝光和530 nm的绿光的探测均表现出良好的循环稳定性。

基于CdTe/CdS量子点与金纳米粒子的荧光共振能量转移测定三聚氰胺

量子点具有良好的光学性能和高的光致发光量子产率，已广泛应用于生物分析。该文利用金纳米粒子（AuNPs）与CdTe／CdS量子点相互作用，发生荧光共振能量转移（FRET）而猝灭Cdrre／CdS量子点的荧光．加入三聚氰胺后使量子点的荧光恢复这一现象，建立了一种基于CdTe／CdS量子点与AuNPs的FRET测定三聚氰胺的高灵敏方法。

CdS对TiO_2纳米管光伏电池的量子点敏化作用的研究

采用阳极氧化法制备了TiO2纳米管阵列,对其制备条件HF溶液的浓度、氧化电压和时间进行了优化,得到了较为合理的制备条件.通过电沉积法在TiO2纳米管上复合了一层CdS纳米颗粒,用CdS量子点敏化了TiO2纳米管材料,得到了CdS/TiO2纳米管复合材料,分别用XRD和SEM对其进行了表征,在紫外灯照射下测定它们的光电转化性能.结果表明,用CdS量子点敏化后的CdS/TiO2纳米管复合材料的光电转换效率为6.1660%,是TiO2纳米管材料的8倍多,显著地提高了TiO2纳米管材料光电转换性能.

多臂CdS纳米棒的合成、表征及修饰

以二乙基二硫代氨基甲酸镉为单一前驱体,在油胺介质中裂解,得到多臂状CdS纳米棒.研究了前体中Cd/S配比和裂解时间对CdS纳米棒光学性能的影响.实验结果表明,该方法合成的CdS纳米棒为六方晶态结构,直径约为5 nm,臂长为36 nm左右,其耐光漂白性好,在最佳条件下量子产率可达20%.分别用透射电镜、高分辨透射电镜、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱对样品的结构形态和光学特性进行了表征.同时,采用二巯基辛酸为修饰剂,得到了性能优良的水溶性CdS纳米棒.

单晶二氧化钛纳米棒阵列的修饰及其在量子点敏化太阳电池中的应用(英文)

使用TiCl4溶液对单晶TiO2纳米棒阵列(TNRs)进行修饰,通过在TiO2纳米棒表面合成TiO2纳米颗粒来提高TNRs的表面积,提高TNRs对量子点的吸附能力,并在此基础上研究了TiCl4修饰时间对基于单晶TNRs的CdS/CdSe量子点敏化太阳电池光伏性能的影响,同时结合强度调制光电流谱(IMPS)研究了TiO2纳米棒阵列的电子传输性能.结果表明:TiCl4修饰可以大幅提高基于单晶TNRs的CdS/CdSe量子点敏化太阳电池的光伏性能,在TiCl4修饰时间为60 h时,其短路电流密度和光电转换效率分别由修饰前的(2.93±0.07)mA·cm-2和0.36%±0.02%提高至(8.19±0.12)mA·cm-2和1.17%±0.07%.同时,IMPS测试表明电子在单晶TiO2纳米棒阵列中的传输速率高于在TiO2纳米颗粒薄膜中的传输速率,证明了单晶TiO2纳米棒阵列在电子传输方面的优越性.

水溶性CdTe／CdS／ZnS核壳型量子点的合成及表征

量子点（又称半导体纳米晶体）因其独特的电学和光学的性质，引起了科学界广泛的关注。与传统的荧光染料相比，量子点具有尺寸可调的荧光发射，窄且对称的发射光谱，宽且连续的吸收光谱，极好的光稳定性及生物相容性等优点，应用前景广阔。水相合成量子点方法简单，成本低廉，