Zn2SnO4不同微结构/ZnFe2O4复合薄膜光电性质研究

摘要

为了深入研究异质结复合体系中光生电荷分离与传输机制以及主要影响因素,采用水热法在不锈钢滤网上分别制备出Zn2SnO4菱形纳米颗粒和有序纳米线,以Zn2SnO4两种不同微结构与ZnFe2O4无机敏化剂制备成Zn2SnO4/ZnFe2O4异质结.XRD检测结果表明,异质结构中两组分都达到了良好的结晶状态;同时,两复合体系都呈现出异质结复合结构的光吸收特性.稳态表面光电压测试结果表明两异质结构具有优于单一组分的光伏响应特性,而且,光伏性质呈现出Zn2SnO4有序纳米线/ZnFe2O4优于Zn2SnO4菱形纳米颗粒/ZnFe2O4的特点.较弱正外电场诱导下,两复合薄膜仍然保持稳态下的光伏响应特性;随着外电场逐步提高,Zn2SnO4菱形纳米颗粒/ZnFe2O4光伏性质增加非常明显,在+2V电压诱导下,Zn2SnO4菱形纳米颗粒/ZnFe2O4已接近Zn2SnO4有序纳米线/ZnFe2O4的光伏响应强度.实验结果表明光阳极微结构、载流子浓度、自由电荷扩散长度、空间电荷区厚度、内建电场和能级匹配对光生电荷分离和传输有直接的影响.