聚3-氯噻吩修饰CdSe纳米棒复合膜电极光电化学性能研究.pdfVIP

VoI. 28 高 等 学 校 化 学 学报 No. 6 2 0 0 7 年6 月 CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES 1117 ~ 1121 聚3 -氯噻吩修饰 Cdse 纳米棒复合膜 电极光电化学性能研究 1，2 2 郝彦忠 ，殷志刚 （1. 河北科技大学理学院，2 . 化学与制药工程学院，石家庄050018 ） 摘要 采用水热法制备了具有闪锌矿和纤维锌矿结构的CCSe 纳米棒. 纳米棒直径约为100 nm ，长度约为 300 nm. 当外加电极电势为- 0. 6 V 时，经聚3-氯噻吩［PoIy （3-chIorothiophene ），P3CT ］修饰的CCSe 纳米棒 具有最大光电流，并且CCSe/ P3CT 复合膜电极最高光电转换效率（IPCE ）为13. 5% ，低于CCSe 纳米棒膜电 极17. 7% 的最高IPCE. CCSe/ P3CT 复合膜电极中存在p-n 异质结，p-n 异质结的存在使得CCSe/ P3CT 复合膜 电极在长波区（ 4 10 nm ）的IPCE 整体高于CCSe 纳米棒薄膜电极的IPCE. 关键词 聚3-氯噻吩；CCSe/ P3CT 复合膜电极；光电化学 中图分类号 O644 文献标识码 A 文章编号 0251-0790 （2007 ）06-1117-05 CCSe 纳米棒由于其棒状结构能为定向的电子输运提供自然通道，电荷在棒状结构中的传输电阻 小，传输速度快，在光电转换方面，具有许多优异的性能. 然而有关CCSe 纳米棒薄膜电极的研究结果 表明，仅仅在紫外光区有较高的光电转换效率（IPCE ），而在红外及可见光区的光电转换效率极低. 导 电聚合物可以接受电子或给出电子具有氧化还原功能的特性，许多科研工作者开始把导电聚合物应用 于电催化或光催化纳米材料中，用作改善无机纳米材料在某些方面的缺陷. 最近导电聚合物在光电化 ［1 ~ 8 ］ ［9 ］ 学电池上的应用已有报道 . Huynh 等 研究了高浓度的CCSe 纳米棒分散在聚3- 己基噻吩（P3HT ） 中，由CCSe 和P3HT 组装形成纳米棒-高分子混合物体系的光电池，总的光电转换效率达到1. 7 % ，有 关聚3-氯噻吩修饰CCSe 纳米棒复合膜电极的光电性能研究目前尚未见报道. 本文采用电化学方法在CCSe 纳米棒薄膜电极上电聚合3-氯噻吩，得到复合膜电极，对其进行了 光电化学性质研究. 1 实验部分 1. 1 仪器与试剂 采用带有石英窗口的三室电解池进行光电化学实验. 采用恒电位仪（Potentiostat/ GaIvanostat MoCeI 263 A ，Perkin-EImer ，America ）在聚合和测定光电流时进行电位控制，并经计算机采样处理. 以200 W 氙灯为光源，通过单色仪（WDG30 ）照射在工作电极上. 光强采用LPE-1A 型激光功率/ 能量计进行标 定. 采用紫外-可见分光光度计（Spectrum 756 PC ，Shanghai Spectrum Instrument ，China ）测定其吸收光 谱. 采用带有Cu !! 辐射源的D/ max-A 型X 射线衍射仪（PhiIips ，HoIIanC ）对纳米棒进行体相分析， 确定其晶型. 采用JEM-200CX 型（JEOM ，America ）透射电镜观察产物纳米粒子尺寸和形貌，确定产物