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通过控制TiO2纳米线光阳极中的Sn掺杂提升其光电转换_无机非金属材料工程外文翻译
文档价格: 300 金币 立即充值 文章语言: 英语-中文 原文出处: 请在文档内查看
译文字数: 5986 字 (节选翻译) 译文格式: Doc.docx (Word) 更新时间: 2019-10-31
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通过控制TiO2纳米线光阳极中的Sn掺杂提升其光电转换_无机非金属材料工程外文翻译

译文(字数:5986):

摘要:我们首次证明了用于光电化学(PEC)水分解的TiO2纳米线(NW)阵列中的可控Sn掺杂。由于SnO2和TiO2之间的晶格率失配较低,采用不同比例的SnCl4和钛酸四丁酯,通过水热合成法将锡掺杂剂加入到TiO2 NWs中,反应物溶液的高酸性是控制SnCl4水解速率的关键。得到的Sn掺杂TiO2(Sn/TiO2)NWs是具有金红石结构的单晶,并且掺入TiO2的Sn能够很好的控制在很低的比率,Sn/Ti 的比为1-2%,避免了相分离或界面散射。对具有不同Sn掺杂比的Sn/TiO2 NW光阳极进行PEC测试表明,在100 mW/cm2模拟日光照射下,光电流先随着Sn掺杂量的增加而增加,在相比Ag/AgCl电压为0 V时增加到>2.0 mA/cm2 ,与我们最好的TiO2 NW光阳极基底相比,增强约100%,然后光电流在更高的Sn掺杂量下降低。随后在H 2中对Sn/TiO2 NW进行退火进一步改善它们的光活性,优化后的光转换效率为〜1.2%。光电转换效率表明,光电流增加主要归因于紫外区光活性的增强,电化学阻抗测量表明,Sn掺杂可以显著提高n型电荷载流子的密度。这些Sn/TiO2 NW光阳极在PEC转换中非常稳定,因此可以在各种太阳能驱动的应用中用作纯TiO2材料的潜在候选者。

关键词:光电化学,水分解,TiO2,锡掺杂,光电流,光电转换器

在过去十年中,由于全球化石燃料面临枯竭以及对气候变化的日益关注,寻找可持续能源的兴趣一直在快速增长。自1972年太阳能驱动光电化学(PEC)能量转换的第一份研究报告以来,已经对二氧化钛(TiO2)进行了广泛的研究,并且由于其化学稳定性高,有利的带隙位置,光学吸收性能强并且价格低廉等优点,它仍然是作为水分解光阳极最有前景的候选者之一。最近,水热合成的TiO2纳米线(NW)由于其表面积大,电荷转换速度快并且光生载流子扩散距离短而成为PEC转换的研究热点。


原文(PDF格式,未统计字数):

Controlled Sn-Doping in TiO2 Nanowire Photoanodes with Enhanced Photoelectrochemical Conversion

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