聚3-甲基噻吩修饰量子点硫化铅连接TiO2纳米结构膜的光电化学研究.pdfVIP

VoI. 28 高 等 学 校 化 学 学报 No. 3 2 0 0 7 年3 月 CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES 514 ~ 517 聚3 - 甲基噻吩修饰量子点硫化铅连接TiO2 纳米结构膜的光电化学研究 郝彦忠，王 伟 （河北科技大学理学院，石家庄050018 ） 摘要 采用原位化学法在纳米结构TiO 电极上制备了量子点PDS（O-PDS ），并用电化学方法在TiO / O-PDS 2 2 表面聚合3- 甲基噻吩［poIy （3-MethyIthiophene ），PMeT ］. 研究结果表明，PMeT 和O-PDS 单独修饰纳米结构 TiO2 电极和PMeT 修饰O-PDS 连接纳米结构TiO2 电极的光电流产生的起始波长都向长波方向移动；在可见 光区光电转换效率均比纳米结构TiO2 的光电转换效率提高显著；PMeT 与O-PDS 修饰的纳米结构TiO2 之间 存在p-n 异质结. 在一定条件下p-n 异质结的存在有利于光生电子/ 空穴的分离，提高了光电转换效率. 关键词 量子点PDS ；聚3- 甲基噻吩；光电化学 中图分类号 O646 文献标识码 A 文章编号 0251-0790 （2007 ）03-0514-04 半导体量子点作为宽禁带半导体材料的敏化剂具有重要的意义［1 ~ 3 ］，目前研究得较多的是 ［4 ~ 6 ］ ［7 ］ ［8 ，9 ］ CdS ，CdSe 和PDS 等. 但是半导体量子点敏化光电化学电池存在严重的光腐蚀问题，这使得 太阳电池寿命较短. 导电聚合物既可以作敏化剂［10 ，11］，又可以作空穴传输材料［12 ，13 ］，目前对聚噻吩导 电聚合物修饰纳米结构TiO2 膜的研究已有报道，但其光电转换效率不高. 本文用原位化学法在纳米尺度TiO2 多孔膜电极上修饰了O-PDS ，并用电化学的方法在O-PDS 连接 的纳米尺度TiO2 多孔膜电极上聚合了3- 甲基噻吩，并探讨了光电化学机理，这对研究基于新机理的太 阳电池奠定了良好的基础. 1 实验部分 1. 1 仪器与试剂 光电化学实验中工作电极为本实验室自制，参比电极为饱和甘汞电极，对电极为Pt 电极. 采用恒 电位仪（Potentiostat/ GaIvanostat ModeI 263 A ，PerkinEImer Corpotation ）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 ，北京光学仪器厂）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. 用PD（CH COO ）溶液和Na S 溶液制备O-PDS ；乙腈为色谱纯，其它所用试剂均为分析纯，未经 3 2 2 进一步纯化. 所有溶液均用二次去离子水配制. 1. 2 工作电极的制备 参考文献［14 ］方法制备纳米结构TiO 电极，参考文献［1 ］方法制备ITO/ TiO / O-PDS 膜电极. 以 2 2 ITO/ TiO2 为工作电极，在含0. 0