氧化石墨烯在氧化锌衬底上的电化学还原及其光电性能

李一鸣 陈肖 刘晓军 李文有 贺蕴秋

引用本文: 李一鸣,  陈肖,  刘晓军,  李文有,  贺蕴秋. 氧化石墨烯在氧化锌衬底上的电化学还原及其光电性能[J]. 物理化学学报, 2017, 33(3): 554-562. doi: 10.3866/PKU.WHXB201611171 shu
Citation:  LI Yi-Ming,  CHEN Xiao,  LIU Xiao-Jun,  LI Wen-You,  HE Yun-Qiu. Electrochemical Reduction of Graphene Oxide on ZnO Substrate and Its Photoelectric Properties[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2017, 33(3): 554-562. doi: 10.3866/PKU.WHXB201611171 shu

氧化石墨烯在氧化锌衬底上的电化学还原及其光电性能

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(51172162)资助项目

摘要: 采用阳极电泳法,在氧化锌(ZnO)衬底上沉积氧化石墨烯(GO)以形成GO-ZnO双层复合膜;采用阴极恒电位法,对复合膜上的GO进行还原。对不同还原时间的GO,通过X射线光电子能谱(XPS),傅里叶变换红外(FTIR)光谱,场发射扫描电子显微镜(FESEM)等手段对其结构变化进行表征,采用紫外-可见(UV-Vis)分光光度法和电化学测试手段对其能级演变进行考察,并对两者的对应关系进行了讨论。研究发现,当GO膜达到最大还原态后,随还原时间增加还会出现进一步的结构转变,并最终碎裂生成边缘羧基增多的小尺寸GO。GO能隙均减小至可见光范围,其能级位置及半导体极性也产生了不同的改变。由对复合膜的光电化学测试可见,除1800 s GO能级不再与ZnO匹配外,60 s到600 s GO-ZnO复合膜均可作为阳极光电极进行太阳光电转换。对光电性能差异的讨论则可得,GO膜碎裂造成叠层形貌向无序形貌的转变有利于光电转换性能的提升。

English

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  • 收稿日期:  2016-08-29
  • 修回日期:  2016-11-16
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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