制氢技术纳米三氧化钨薄膜

太阳能光电化学电池制氢(PEC)技术是基于太阳能和水，而这两种物质都是可再生的，PEC技术没有副产品，不会给环境带来污染，而且PEC技术既可小规模应用，又可大规模开发。因此，该技术是直接利用太阳能制氢最具有吸引力的制氢途径。

组成光电极的半导体材料的性能决定了PEC的效率。由于半导体材料对太阳光有一定的选择性，同时它与液体的交界面上很容易发生腐蚀，从而降低了半导体的性能，所以研究开发低禁带宽度和高抗腐蚀性的半导体材料是目前PEC研究的重点。

与传统的二氧化钛、氧化锌半导体材料相比，三氧化钨具有较窄的禁带宽度(2.5eV)，可吸收太阳光谱中波长大于500nm可见光的优势，且价格低廉，有良好的化学稳定性、无毒性、不发生光腐蚀等特点，是一种良好的太阳能应用半导体材料。

可用于太阳能光电化学电池制氢技术纳米三氧化钨薄膜及其制备方法具体包括以下过程：

1、前驱液配制：将适量的水溶性多聚钨酸盐溶解于二次去离子水中，再加入一定量的分散剂和改性剂，磁力搅拌器持续搅拌，再恒温静置，得到前驱液。分散剂的作用是构成大量的网状交织结构，在干燥、高温成晶过程中不易产生裂缝；而改性剂的作用提高前驱液的稳定性，另外在高温条件薄膜生长的过程中，能防止纳米三氧化钨颗粒团聚，导致薄膜脱落。

2、镀膜方法：采用浸渍提拉法或旋涂法在待涂敷的基底上镀膜，并在一定温度条件下干化。待镀膜的基底应先进行清洗等预处理。基底材质为铝、不锈钢、玻璃、石墨、硅片的其中一种。

3、焙烧方法：基底镀膜干燥后，放置于可程序控温的马弗炉高温焙烧。升温速率1-10℃/min，焙烧温度350-600℃，热处理2-5h，从而得到纳米三氧化钨薄膜。

采用此工艺制备的纳米三氧化钨薄膜具有良好的光电性能：在60mW/cm2光强的汞灯条件下，1.5V的偏压下达到3.9mA/cm2的电流密度，光电性能是比以钨粉溶于双氧水工艺制备WO₃高2-3倍。

• < 前へ
• 次へ >