项目名称: TiO2(ZnO)/Cu2O薄膜阵列异质结的结构调控及光电性能研究

项目编号: No.50872005

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2009

项目学科: 轻工业、手工业

项目作者: 张俊英

作者单位: 北京航空航天大学

项目金额: 35万元

中文摘要: 本项目基于聚苯乙烯(PS)微球模板技术,在TiO2薄膜上制备Cu2O的微网格阵列,在TiO2或ZnO薄膜阵列上制备Cu2O薄膜获得了TiO2(ZnO)/Cu2O薄膜阵列异质结。TiO2薄膜/Cu2O微网格复合光催化剂,利用两种半导体禁带宽度的差异实现了对紫外和可见光的宽波段吸收,可以有效分离光生电子和空穴,并实现了两种半导体与环境中光生载流子受体的均等机会接触,从而实现了宽波段范围的高效光催化效应。这种结构的优越性也适用于其他复合光催化剂如TiO2薄膜/Bi2O3微网格阵列和ZnO薄膜/Bi2O3微网格阵列,能获得性能优良的复合光催化材料。因此,通过氧化物半导体的晶体结构、电子结构、微观形貌的设计和控制,实现了高效的宽波段光吸收和光生载流子利用,从而为光催化技术提供了新的研究思路。对于ZnO薄膜阵列/Cu2O薄膜而言,界面微观结构的变化有利于光生载流子的充分利用,与膜/膜复合的异质结相比,光伏性质提高。本项目资助共发表期刊论文13篇,其中SCI收录12篇,EI收录12篇。申请发明专利3项,其中1项已经授权。

中文关键词: 光催化;异质结;复合;模板

英文摘要: By using the polystrene (PS) sphere template lithography in the project, we prepared the Cu2O microgrid on the surface of TiO2 film and the Cu2O film on the surface of TiO2 or ZnO film array to form the TiO2(ZnO)/Cu2O film array heterojunctions. Attributed to the different band gaps between the two semiconductors, the TiO2 film/Cu2O microgrid can realize the broad band absorption in the UV and visible-light region,the effective separation of electron-hole pairs, and the similar opptunity for the two semiconductors to contact the charger carrier acceptor, with the aim to achieve high-efficient photocatalytic proprties in a broad light region. The special structure also adapts to other heterojuntions such as TiO2 film/Bi2O3microgrid and ZnO film/Bi2O3 mirogrid. By means of designing and controlling the crystal structure, electronic structure and micro-morphology, high-efficient broad band absorption and utilization of the photo-generated charge carriers were achived. Thereby the idea of the project refreshed the conventional techniques and provided new research methods in the field of photocatalysis technology. For ZnO film array/Cu2O film, by altering the micromophology of the depletion layer of heterojunction, the photovoltage property was improved. Under the financial support of this project,we published 13 papers, of which 12 papers were indexed by SCI and 12 were indexed by EI. Three China invention patents were applied for, of which one patent right has been granted.

英文关键词: photocatalysis; heterojunction; composite;template

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