纳米光电材料VIP专享VIP免费

1 纳米光电材料 张 严 芳 20926072 一、 概述 1.1 纳米光电材料 纳 米 材 料 是 一 种 粒 子 尺 寸 在1 到100nm 的 材 料 。 纳 米 光 电 材 料 是 指 能 够 将光 能 转 化 为 电 能 或 化 学 能 等 其 它 能 量 的 一 种 纳 米 材 料 。其 中 最 重 要 的 一 点 就 是 实现 光 电 转 化 。 其 原 理 如 下 ： N 型 半 导 体 P 型 半 导 体 图 1. 光 照 下 半 导 体 电 压 的 产 生 原 理 图 光 作 用 下 的 电 化 学 过 程 即 分 子 、离 子 及 固 体 物 质 因 吸 收 光 使 电 子 处 于 激 发 态 而 产生 的 电 荷 传 递 过 程 。 当 一 束 能 量 等 于 或 大 于 半 导 体 带 隙 ( Eg) 的 光 照 射 在 半 导 体光 电 材 料 上 时 ， 电 子 (e-) 受 激 发 由 价 带 跃 迁 到 导 带 ， 并 在 价 带 上 留 下 空 穴 (h + )，电 子 与 孔 穴 有 效 分 离 ， 便 实 现 了 光 电 转 化[1]。 1.2 纳米光电材料的分类 纳 米 光 电 材 料 按 照 不 同 的 划 分 标 准 有 不 同 的 分 类 ， 目 前 主 要 有 以 下 几 种 ： 1. 按 用 途 分 类 ： 光 电 转 换 材 料 ： 根 据 光 生 伏 特 原 理 ， 将 太 阳 能 直 接 转 换 成 电 能 的 一 种 半 导 体光 电 材 料 。 目 前 ， 小 面积多结GaAs 太 阳 能 电 池的 效 率超过 40 %[2]。 光 电 催化 材 料 ：在 光 催化 下 将 吸 收 的 光 能 直 接 转 变为 化 学 能 的 半 导 体 光 电 材料 ，它 使 许多通常情况下 难以 实 现 或 不 可能 实 现 的 反应在 比较温和的 条件下 能 够顺利进行。 例如 ， 水的 分 解反应， 该反应的 ΔrGm﹥﹥0 在 光 电 材 料 催化 下 ， 反应可以 在 常温常压 下 进行[3]。 2 2. 按组成分类： 有机光电材料：由有机化合物构成的半导体光电材料。主要包括酞青及其衍生物、卟啉及其衍生物、聚苯胺、噬菌调理素等； 无机光电材料：由无机化合物构成的半导体光电材料。主要包括Si、TiO2、Zn S、LaFeO3、KCu PO4·6H2O、Cu In Se2 等； 有机与无机光电配合物：...