4-叔丁基吡啶對納米晶TiO_2電極的能帶結構及光電化學性質的影響

編號：NMJS02221

篇名：4-叔丁基吡啶對納米晶TiO_2電極的能帶結構及光電化學性質的影響

作者：楊術明； 王紀超； 寇慧芝； 薛洪濱； 王紅軍； 郭玉玲；

關鍵詞：染料敏化納米晶TiO2電極； TBP； 光譜電化學； 能帶結構； 陷阱態(tài)；

機構： 信陽師范學院化學化工學院應用化學研究所；

摘要： 應用光譜電化學方法測定了納米晶TiO2電極在不同濃度的4-叔丁基吡啶(TBP)電解液中的平帶電勢(Efb).TBP對納米晶TiO2電極的能帶結構具有顯著的影響.在不含和含有0.2或0.4 mol.L-1TBP的0.2 mol.L-1高氯酸四丁基銨(TBAP)/乙腈溶液中,TiO2電極的Efb依次為-2.25,-2.46和-2.60 V.當加入Li+后,TiO2電極的Efb正移.在不含和含有0.2或0.4 mol.L-1TBP的0.2 mol.L-1 LiClO4/乙腈溶液中,TiO2電極的Efb依次為-1.12,-1.22和-1.30 V.用時間分辨電流方法測定了陷阱態(tài)分布,在不含和含有0.2或0.4 mol.L-1TBP的0.2 mol.L-1 TBAP/乙腈溶液中,TiO2電極的陷阱態(tài)密度依次為3.52×1016,3.18×1016和3.37×1016 cm-2,陷阱態(tài)分布的最大值分別位于-1.99,-1.89和-1.85 V處.Li+的加入進一步減少了陷阱態(tài)密度.在不含和含有0.2或0.4 mol.L-1TBP的0.2 mol.L-1 LiClO4/乙腈溶液中,TiO2電極的陷阱態(tài)密度依次為8.39×1015,1.11×1016和9.22×1015cm-2,陷阱態(tài)分布的最大值分別位于-0.72,-0.84和-0.95 V處.最后,研究了N3染料敏化的納米晶TiO2電極在含有不同濃度TBP的電解質溶液中的光電化學性質.結果顯示,隨著TBP濃度的增加,Voc增大,使TiO2電極的光電轉化效率增加.