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《西安理工大学》 2003年
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半导体纳晶ATO&TiO_2多孔电极制备及电色性能研究

方吉祥  
【摘要】: 分别对采用回流胶溶法、液相共沉淀法制备TiO_2粉体与ATO纳米粉体;采用非均匀成核法制备ATO/TiO_2包覆粉体以及采用印刷法制备了ATO,TiO_2涂层电极和ATO/TiO_2包覆粉体多孔涂层电极进行了研究。通过XRD、SEM、TEM、XPS、粉体电阻测试及电化学测试等分析手段,研究了ATO、TiO_2粉、ATO/TiO_2包覆粉体及其电极的相关物理性能和电致变色特性。 对ATO、TiO_2粉和ATO/TiO_2包覆粉体的制备及表征研究发现:采用回流胶溶法,通过反应温度、胶溶时间等参数的控制可以在液相中一步合成粒径从20-400nm的晶态的TiO_2超微粉体;采用液相共沉淀法制备ATO纳米粉体可以实现Sb在ATO中40-50%(mol)掺杂量,解决了溶胶-凝胶方法中Sb达不到高浓度掺杂的问题;采用非均匀成核法及回流胶溶法的结合可以在同一体系中一步合成包覆型ATO/TiO_2复合粉体,其壳层ATO的粒径可以达到10nm左右,渴望赋予该材料更好的电色响应速度和电荷的存储能力。 对ATO、TiO_2电极和ATO/TiO_2包覆粉体多孔电极的制备及性能测试表明:采用印刷法可以获得多孔微结构特征的电极涂层。TiO_2涂层的离子存储能力最佳值为2~3mC/cm~2,且锐钛矿TiO_2的离子存储性能较金红石为好。ATO涂层电极的离子存储性能的最佳值为3~4mC/cm~2。ATO/TiO_2包覆粉体,当40%Sb掺杂、ATO含 ABSTRACT 量为 60%、其芯核卫。粒度为 100urn的锐钛矿 TIOZ核的 ATO/TIO。包覆粉体电致变 色效果较好,其电极高于存储能力最佳值可以达到 16~18 mC/cm已 初步探讨了ATO电极及ATO/TIO。包覆型粉体电极的电致变色及离于存储性能 的本质。研究认为:因n。和 SnO。两者的折射率差导致的对光的散射作用增强,使 得电极在电荷注入时电色效应明显,宏观上变色效果更显著:二者的能级结构的匹配 使壳层ATO纳米粉体成为电于富集区,从而提高了复合粉体的导电性能,赋予该电色 器件更优越的性能:F*u吵**n模型及能带理论初步分析认为该种材料的电致变色是由 于离于和电子共注入时,Sb离于的价态发生从Sb’“向Sb’“的还原过程,同时伴随着 Li”的注入,大量电子的注入使得材料的费密能级提高,能级分裂产生较多的局域能级, 同时有人量界面志共同贡献于对光于的吸收,从而使材料表现出颜色的变化。
【学位授予单位】:西安理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TB383

【参考文献】
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