In2O3纳米线的可控生长及其应用研究(2)

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3. In2O3的介绍 5

4. 实验部分 5

4.1 VLS、VS生长机制 5

4.2 In2O3纳米线的制备 6

5. In2O3纳米线的可控生长及应用研究 6

5.1 氧化铟纳米线的表征 6

5.2 氧化铟生长机理的探究 8

6. 氧化铟纳米线对光电水分解的测试 9

7. 结论 10

参考文献 11

致谢 12

In2O3纳米线的可控生长及其应用研究

引言

“能源”就是向自然界提供能量转化的物质。随着社会的发展，尤其是自工业革命以来能源便被急剧消耗。这就使得人类需要寻找新能源来代替。太阳能作为可再生能源的一种，逐渐引起人类的关注。太阳能的特点是环保、无污染、清洁，而且储量丰富。故而太阳能电池是人们寻找新能源的首选，太阳能电池将在未来的能源市场中占据主导地位。我们知道太阳辐照度是随着多种因素变化的，如晴、雨、阴、云[1-4]。这就促使我们想到必须寻找一种高效能、持续储存太阳能的方法。通过了解得知，对太阳能电力的储存可分三种。第一种是利用静电能储存，需用到电容器或储电设备，但缺点是单个电容器电压较低。它的使用必须串联起来，较麻烦[5]。第二种是利用机械能的方式储存太阳能，比如水坝发电，风力发电但此法要依赖地势，地貌，具有限制性。第三种是用化学能储存太阳能，如司空见惯的电池，像蓄电池、干电池和光电化学水分解等等。综合三种方法，第三种方法是最好的，所以第三种方法就成为当下研究太阳能储存领域的焦点。在如何把太阳能转化成化学能的方法中，光电化学水分解是一种非常好的一种方法。它是仿照植物的光合作用源!自`751~文)论(文]网[www.751com.cn，借鉴光吸收、电荷转移和氧化还原反应的物理过程。通过把水分解成O2和H2，利用化学键储存太阳能[6]。物理原理为半导体催化材料吸收要大于或等于带隙能量的光子，在内部产生的光电子空穴对在半导体/电解液界面结的内场驱动下，移到界面处与水发生反应生成H2和O2。.由于H2和O2都是无污染的。所以这种方法是当下最好的，从提出至今，就倍受研究者关注。

1. 光电化学水分解的物理机理

1.1 光电化学水分解的物理机理

首次提出使用光电化学技术对太阳能进行储存的是Fujishma和Honda，他们用n型TiO2单晶电极和Pt电极构建光电化学电池，在紫外光的照射下，两电极表面分别产生了O2和H2[7,8]。而且，他们在实验中没有提供外部作用，由此可得出太阳能是可以实现分解水。通过查阅文献知光电化学电池由两部分组成，即两电极分别是置于电解液中的光敏半导体电极和金属电极。当选用适当波长的光辐照半导体电极时，若光子的能量大于或等于该半导体材料的带隙宽度，那么价带电子就会被激发，由此就形成光生电子空穴对。并会在相应位置处发生氧化还原反应[9-13]。光电阳极内空穴将会在电极和电解液界面处参与氧气析出反应，与之相对光生电子会在电极和电解液界面处参与氢气析出反应[14-18]