Bi2Fe4O9纳米晶光电转换性能测量_毕业设计.doc

1、( 此文档为 word 格式，下载后您可任意编辑修改！)题目：Bi2Fe4O9 纳米晶光电转换性能测量学院：物理科学学院专业：应用物理学1摘要可再生能源的日渐减少和环境污染的日益严重作为人类在21 世纪面临的最大困难，越来越多的关注，太阳能安全、清洁、取之不尽。于是，人们将目光纷纷投向了太阳能。而铋铁系化合物由于其特有的结构、性能及广阔的应用前景得到各方面越来越多的关注，在可见光照射下，BiFeO3 薄膜、纳米颗粒和单晶的光电性质都已被报道。 本论文选择 Bi2 49为研究对象， 分别以 NaOH和 NH4Fe OOH作为沉淀剂，利用共沉淀法制备出了纯相249 纳米晶，对Bi Fe O2 4O

2、9 纳米晶进行了XRD 表征和 SEM 分析，并对其光电转换性能进行Bi Fe了研究。关键词 Bi2 49光电转换 共沉淀法Fe OAbstractAsthe 21st century, renewable energy and environmental pollution，whichget more and more attention，is reducing seriously. All kinds of renewable energy is also becoming increasingly superiority, and so, people will look to the

3、solar energy in succession. Bismuth ferrite is getting more and more attention owing to their peculiar structure, performance and broad application prospects. Photoconductivity photocurrentphotovoltaic effects observed in BiFeO3 thin films, nanocubes and plate-shaped crystals under visible-light irr

4、adiation, respectively. This paper chooses Bi2Fe4O9 as the research object, using a chemistry co-precipitation process（NH 4OH and NaOH ，as the precipitation agent） realized the pure phase Bi2Fe4O9 nanocrystalline preparation，then tests the Bi2Fe4O9 nanocrystals photoelectric conversion performance ，

5、 shows theX-ray diffraction (XRD) pattern and a typical scanning electron microscopy (SEM) micrograph of the nanocrystals.of the Bi2Fe4O9 nanocrystals.Key wordsBi2Fe4O9, photoelectric, co-precipitation process目录摘要.I前言.1第 1 章绪论 .21.1光电效应.21.1.1光电效应概述 .21.1.2光伏发电的原理 .21.2光电材料的研究现状及趋势 .31.2.1硅太阳能电池 .31

6、.2.2多晶体薄膜电池 .41.2.3纳米晶电池 .41.3铁酸铋的性质和应用 .51.3.12 49 基本性质及研究现状.5Bi Fe O1.4共沉淀法合成概述 .61.4.1共沉淀法合成机理 .61.4.2共沉淀法合成特点 .61.5本文主要研究内容 .8第 2 章Bi249 纳米晶的制备工艺与表征 .9Fe O2.1实验原料与实验器材 .92.1.1实验原料 .92.1.2实验器材 .92.2249 纳米晶的共沉淀法制备.10BiFe O2.3249 纳米晶的表征 .错误！未定义书签。BiFe O2.3.1X 射线衍射（ XRD ） .错误！未定义书签。2.3.2电子扫描电镜（ SEM

7、） .112.4249 纳米晶的光电特性 .11BiFe O2.4.1实验装置 .112.4.2光电极的制备 .12第 3 章实验结果与讨论 .错误！未定义书签。3.1XRD 分析表征.错误！未定义书签。3.2SEM 分析不同焙烧温度对样品微结构的影响 .错误！未定义书签。3.3249 纳米晶的光电转换性能.错误！未定义书签。BiFe O结论.错 误！未定义书签。致谢.错 误！未定义书签。参考文献 .错 误！未定义书签。前言现在，利用光电材料将太阳能转换为电能从而换来更多绿色，无尽的能源受到了越来越多的关注。传统的金属氧化物，如二氧化钛和氧化锌都已被广泛的研究 4,5。然而，由于其相对较宽的带

8、隙（一般为3.2eV），这些材料只能在紫外线光照射下才能被响应。因此，有必要探索一种具有相对窄的带隙，在可见光范围内或附近具有良好光电转换性能的新型材料。由于在信息存储，自旋电子学和传感器上的广泛应用，到目前为止， BiFeO3的多铁性已经得到了广泛的研究14,15 。近年来，发现BiFeO3的带隙较窄（ 2.2-2.8 eV），这给人们提供了一种在可见光区利用太阳能的机会。在可见光照射下， BiFeO3 薄膜，纳米粒子和单晶的光电性质都已被研究并报道1-3。而另一种应用广泛的铁酸铋 Bi2 4 9可用来制作半导体气体传感器和催化剂，将氨氧Fe O化为 NO 6,7。已有文献报道 Bi2 4

9、9 的带隙在 2eV 左右8，因而249也能Fe OBi Fe O有效吸收太阳光，在光催化和光电转换的应用上引起人们更多的注意。据报道，2 49 纳米片（ 25-35 纳米厚）和纳米带（ 80-100 nm 厚）在可见光区都具有Bi Fe O良好的催化活性 8.9。然而，到目前为止，仍然没有有关Bi2 4 9 纳米晶光电转Fe O换的研究报告。在目前为止，单相纯净 Bi2Fe4O9的制备仍旧相对困难，有关Bi2Fe4O9微观性质与应用研究工作也受到阻碍。目前，如水热法，溶胶 - 凝胶法和固相反应法问题，比如需要在比较苛刻的条件下完成，需要利用挥发性强有机溶剂，高温，大尺寸，所需产品的收益率差等

10、。因此，研究出一种简单，经济和环保的技术合成单相纯净的 Bi2Fe4O9仍然是一个挑战。相比之下，共沉淀法简单，经济，且可以大批量生产。 据我们所知，还没有通过化学共沉淀法合成单相 Bi2Fe4O9纳米晶的相关报道。在此论文中，包括了目前各种光电材料的一些研究现状，共沉淀法的简单介绍，利用共沉淀法制备纯相 Bi2Fe4O9纳米晶体，对其微观结构进行了表征，并对其光电转换性能进行了测量。第1章绪论1.1光电效应1.1.1光电效应概述光电效应：光照射到某物质上，引起该物质的电性质发生变化，也就是光能量转换成电能这类光致电变的现象。这是 1887 年赫兹在研究麦克斯韦电磁理论的实验时偶然发现的， 1

11、888 年，德国物理学家霍尔瓦克斯证实这是由于在放电间隙内出现荷电体的缘故，到了 1899 年， JJ汤姆孙通过实验证实这样的荷电体系统研究，并且命名为光电效应。 1905 年，爱因斯坦在关于光的产生和转化的一个启发性观点一文中，用光量子理论对光电效应进行了全面的解释，直到 1916 年，美国科学家密立根通过精密的定量实验证明了爱因斯坦的理论解释，从而也证明了光量子理论1.1.2光伏效应的原理光伏效应是指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。光伏效应首先是由光子（光波）转化为电子、光能量转化为电能量的过程；其次，是形成电压过程。其原理是利用半导体材料的电子学特性，

12、依靠太阳能电池组件， 当太阳光照射在半导体物质 PN 结上，由于 P-N 结势垒区产生了比较强的内建静电场，因而产生在势垒区中的非平衡电子和空穴或产生在势垒区外但扩散进势垒区的非平衡电子和空穴，在内建静电场的作用下，它们各自向相反方向运动， 离开势垒区， 使得 P 区有过剩的空穴， n 区有过剩的电子，结果 P 区电势升高， N 区电势降低，从而在外电路中产生电压和电流，将光能转化成电能。 光生电场一部分除抵销势垒电场之外，还使 P 型层带正电，n 型层带负电，在 p 区与 n 区的薄层之间产生所谓光生伏特电动势。如果在 P 型层和 n 型层分别焊上金属引线，并接通负载，则外电路便会有电流通过

13、。如此可以形成的一个个电池元件，若把它们串联、并联起来，就能获得具有一定的电压、电流，输出功率达几十瓦到两百多瓦的太阳能电池组件，这些太阳能电池组件再经过串联、并联即可组成太阳能电池方阵，此电池方阵就能够输出足够功率供负载使用。图 1-1 光伏效应的物理机制 131.2光电材料的研究现状及趋势目前 , 太阳能电池产业得到了快速、 优质的发展， 但仍然主要存在着有两个方面的问题 : 第一是价格问题 : 首先要研究出能稳定获得高效率且低成本的半导体光电材料。第二就是能利用低成本的工艺路线生产出光伏电池。从成本上讲 , 太阳能电池仍然是目前常规能源中成本最高的。 当前的成本对比如下 (表 1-1)

14、:能源形式成本（ fKW H）煤天然气石油风能核能太阳能1-42,3-56-85-76-725-5017表 1-1 常规能源成本对比以下将介绍几种热门的太阳能电池的性质和研究现状。1.2.1硅太阳能电池硅太阳能电池按照结晶状态可分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜电池、和非晶硅薄膜太阳能电池三种。单晶硅太阳能电池是目前开发得最快的一种太阳能电池，其结构和生产工艺已定型 , 产品也已广泛用于空间和地面。 单晶硅的光电转换效率相对较高，实验室里最高的转换效率可达 24.7% ，大规模工业生产时的效率也可达 18% ，其在大规模生产和应用中仍然占据着主导地位，但是由于单晶硅太阳能电池在工业生产中需要消耗

15、大量的高纯度硅材料 , 而制造这些材料工艺较复杂 , 电耗很大，大幅度降低其成本也比较困难，所以为了节省单晶硅，也发展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜做为单晶硅太阳能电池的替代品。多晶硅薄膜电池与单晶硅相比，成本低廉，其实验室最高转换效率为18% ，大规模工业生产的转换效率目前也已可达17% ，稍低于单晶硅太阳能电池，由于材料制造简便, 节约电耗，因此也得到了一定的发展。非晶硅薄膜电池与单晶硅和多晶硅电池的制作方法不同, 其硅材料消耗少、电耗低。成本低重量轻。但非晶硅薄膜电池存在的问题是光电转换效率偏低 , 国际先进水平也只为14.5% 左右 , 而且不够稳定, 常有转换效率衰降的现象 , 这也制约着

16、非晶硅电池作为大型太阳能电源的发展。另外，各种光电材料的光响应区间也显得尤为的关键。如图 1-2所示为单、非晶硅电池光伏响应谱，可以看出单晶硅的光谱响应灵敏度峰值是在图 1-2单、非晶硅电池光伏谱16图 1-3 GaAs 异质结的光伏谱181.2.2多晶体薄膜电池多晶体薄膜电池的最典型代表为砷化镓（GaAs ） III-V化合物电池。GaAs 化合物材料具有十分理想的带隙（1. 4 eV ），其光伏响应谱（如图1-3）所示，会受到太大的影响, 而且其光电转换效率很高，约为 30% 。但是 GaAs化合物材料本身价格不菲，且有毒，适应性很差，因而在很大程度上限制砷化镓（ GaAs ） III-V

17、 化合物电池的普及。1.2.3纳米晶电池TiO 2 纳米晶体太阳能电池虽然已被广泛的研究，其成本廉价、工艺简单且性能稳定。其光电效率目前可达10% ，制作成本仅为硅太阳电池的五分之一到十分之一，寿命能达到20年以上，不久的将来也许会逐步走上大规模的生产应用中。而基于TiO 2 纳米晶体的染料敏化电池也由于其较低的制作成本，使它具有很强的竞争力，能量转换效率在12% 左右。但是 TiO 2纳米晶体较宽的带隙 （ 3.2 eV ）决定了其转换效率较低，在可见光范围内几乎没有光响应，如图 1-4 。且只能吸收紫外光，图 1-4 TiO 2纳米晶在不同温度下的光伏谱191.3铁酸铋的性质和应用由于特有

18、的结构性能及非常广阔的应用前景，铋铁系化合物得到各方面越来越多的关注。铋铁系化合物本身具有多种结构形式。研究最为广泛的是 BiFeO 3， BiFeO 3具有钙钛矿结构，是目前为止在室温下唯一同时具有铁磁性和铁电性的单相多铁性材料，被称为集铁电性和铁磁性优点于一身的新型材料，已经被广泛应用于信息储存、传感器、电容 -电感一体化器件和自旋电子器件等方面。同时已有研究发现 BiFeO 3的禁带宽度约为 2.1 eV ，其在可见光范围及附近具有非常良好的光响应曲线。纳米级BiFeO 3的存在也可以大大增加 RhB 及 MO 的光降解速率，从理论上讲，BiFeO 3 是理想的、在可20见光驱动下的环境

19、友好型光催化剂。软铋矿 Bi25 FeO 40 的晶体结构为无对称中心结构，空间点群为123，其晶体结构中存在着的大量的缺陷导致软铋矿 Bi25FeO 40具有非线性光学效应和压电效应，在光传导和可见光催化领域中具有良好的应用前景。1.3.1 Bi2 49 基本性质及研究现状Fe O而另一个典型的铋铁氧化物Bi 2Fe4O 9 ，早在上世纪60 年代，人们就通过中子衍射和 M?ssbauer谱测定了 Bi2Fe4O9的晶体结构。如图 1-5所示， Bi2Fe4O9 是正交结构，空间群为 Pbam，晶格参数为 a=0.7965nm，b=0.844nm，c=0.5994nm，在常温下它是顺磁的，尼

20、尔温度 T N=264 3K ，在尼尔温度以下为反铁磁相 21。它对乙醇和丙酮等气体都具有良好的响应可用作半导体气敏传感器22 。而 Bi2Fe4O9的催化性能，可以将氨氧化成为 NO ，这种基于铁的铋铁系复合氧化物有可能代替现在普遍用的基于铂，铑和钯等的催化剂，这些物质不但不能被回收而且价格昂贵 23。 YN SHAMIR 等人已经通过中子衍射分析认为 Bi2Fe409 在 80 K具有磁结构 24。Liu等通过 PPMS 测试，在 l0K 观测到了 Bi2Fe4O 9棒具有明显的磁滞回线，材料表现出了铁磁性 25。2008年 Pamaik等人报道了 Bi2Fe4O9陶瓷的电图1-5 Bi2

21、Fe4O9结构示意图 28学性能，并在低温测到了弱的铁磁性，又测到了铁电性26。 Patnaik等人还在Bi2 Fe4O9陶瓷中观测到了比较明显的磁电耦合效应，这个发现对于研究Bi2Fe4O9材料具有很重要的意义。然而， Park 等人报道并没有发现其磁电耦合效应，因此 Bi2Fe4O9 材料是否具有多铁性还需要人们进一步的研究和证实。迄今为止，已经有多人成功的采用水热法，熔盐法，氧化铝模板法，溶胶凝胶法，共沉淀法等制备出了多种形貌的 Bi2Fe4O 9。虽然已被研究出来报道发现其带隙在 2eV 左右，这也表明其在可见光范围内具有良好的光响应，在光催化和光电转换领域上的应用也必将吸引来人们更多

22、的注意。但是，目前对Bi2Fe4O9的光电转换性能的研究尚属空白。1.4共沉淀法合成概述共沉淀法合成：是通过在原料溶液中添加适当的沉淀剂，让原料溶液中的阳离 子形 成相 应的 沉淀 物（沉淀颗 粒的 大小和形状 由反应条件来 控制），然后再经过滤、洗涤、干燥、热分解等工艺过程而获得纳米粉体的方法，依其沉淀方式可分为：直接沉淀法和均匀沉淀法两种。1.4.1共沉淀法合成机理所谓化合物沉淀法：就是是溶液中金属离子按化学计量比来配制溶液，得到化学计量化合物形式的沉淀物，这样，当沉淀离子的金属元素之比等于产物化合物金属元素之比时，沉淀物可以达到在原子尺度上的组成均匀性，对于二元以上金属元素组成的化合物，

23、当金属元素之比呈现简单的整数化时，可以保证生成化合物的均匀性组合。共沉淀法的主要思想是使溶液由特定的离子分别沉淀时，共存于溶液中的其他离子和特定阳离子一起沉淀。 从化学平衡理论来看， 溶液的 pH 值是一个主要的操作参数。通常使用氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐、草酸盐等，这些物质配成共沉淀溶液时，其 pH 值具有很灵活的调节范围。从一般意义上说，让组成材料的多种离子同时沉淀是很困难的。事实上，溶液中金属离子随 pH 值得上升，按满足沉淀条件的顺序依次沉淀， 形成单一的或几种金属离子构成的混合沉淀物。从这个意义上讲，沉淀是分别发生的。为了避免共沉淀方法本质上存在分别沉淀的倾向，可以提高作为沉淀剂的氢氧

24、化钠或氨水溶液的浓度，再导入金属盐溶液，从而使溶液中所有的金属离子同时满足沉淀条件，为保证均匀沉淀还可以对溶液进行激烈的搅拌。这些操作可以在某种程度上防止分别沉淀的发生。但是，在使沉淀物相产物化合物转变而进行加热反应时，就很难控制其组成的均匀性。1.4.2共沉淀法合成特点目前，研究比较热门的纳米材料的制备方法大致可以分为以下几种：水热法、模板法、溶胶 -凝胶法、微乳法、激光诱导气相沉积法、共沉淀法。这些方法都各有优缺点，如表1-2。其中水热法制备纳米材料的缺点在于其制备条件要求比较苛刻， 需要精确的控制 pH 值；模板法难以合成单晶结构的多元氧化物；溶胶 -凝胶法制备得到产物形貌单一，在高温下

25、做热处理时有团聚；微乳法本身成本较高，仍有团聚问题，进入工业化生产目前有一定的难度；最后激光诱导气相沉积法的问题在于其能耗高，粉体回收率低，花费成本高，同样难以进入到工业生产和应用中。制备方法表 1-2 常见制备方法及优缺点简介优点缺点水热法模板法溶胶 -凝胶法微乳法共沉淀法封闭反应器水溶液加热、加压溶解、重结晶有纳米孔洞的基质材料中空隙为模板溶胶转化干燥锻烧控制微水池的尺寸来控制粉体大小两种阳离子 +沉淀剂 pH 值 均匀的沉淀原料价廉低中温液相能耗低产率高、均匀、纯孔径类型不同形态纳米材料均匀、纯、细多组分微粒设备简单， 操作简便同种原料， 多种制品装置简单 操作容易粒子均匀可控设备，操作

26、简单成分均匀、 颗粒细小精确控制不同粒径及形貌精确掺杂， 工艺环保高温高压下的合成太贵投资较大难合成单晶结构的多元氧化物胶体性质的显著差异产物形貌单一成本费用较高有团聚问题分散性较差 清楚阴离子较复杂然而相对来说，共沉淀法主要的优点在于：首先，共沉淀法的工艺简单，对设备、技术要求都不太高；原料在离子状态下进行混合，比单纯的机械混合法更加的均匀；制备样品过程中不经过球磨和预烧工艺，这减少了掺杂的机会；可以精确控制不同粒径和形貌；计算成分较为简单，颗粒度也可根据反应条件进行控制；制备得到的样品粒度分布较窄，化学活性好，可以在较低的烧结温度下进行较为充分的固相反应，从而得到较佳的显微结构。1.5本文

27、主要研究内容铋铁系化合物材料拥有的特有的结构导致其产生一些特定的性能决定了其具有非常巨大的研究价值。 本文将 Bi2Fe4O9纳米晶作为研究对象， 具体开展以下工作；（ 1） 分别用 NaOH ，NH 4OH 作为沉淀剂， 利用共沉淀法合成纯相 Bi2Fe4O9 纳米晶体，观察不同沉淀剂最后所得样品的形貌差别；（ 2） 对 Bi2 Fe4O9纳米晶进行 XRD 表征和 SEM 分析；（ 3） 研究 Bi2Fe4O9纳米晶的光电特性，主要测试 Bi2Fe4O9 纳米晶在光照射下的光电流密度 J的大小。第 2章Bi2Fe4O9 纳米晶的制备工艺与表征2.1实验原料与实验器材2.1.1实验原料制备

28、Bi2Fe4O9 纳米晶所需主要实验原料如下表所示：表 2-1实验原料试剂化学式纯度分子量生产厂家硝酸铋Bi(NO 3)3 5H 2O99.0%485.07天津博迪化工有 限 公司硝酸铁Fe(NO 3)3 9H 2O98.5%404.00天津市致远试 剂 有限公司硝酸HNO 365-68%63.01烟台双双化工 有 限公司氢氧化钠NaOH96.0%40.00天津瑞金特有 限 公司氨水NH 4OH25-28%17.03烟台三和化学试剂有限公司本实验所用试剂均为分析纯级的市售试剂，无需再提纯。2.1.2实验器材电子天平：型号 FA2104，称量范围 0 210 g，分度值 0.1 mg，上海恒平科

29、学仪器有限公司。真空干燥箱：型号 DZF-6020 ，电源交流电压 220 V 、 50 Hz，控温范围：室温 250 ，上海博迅实业有限公司。磁力搅拌器 1：型号 HJ-3 。纯水蒸馏器：型号 SZ93-1，石英管加热，二次蒸馏，出水量 1600 ml ，恒温区长 200 mm，管子直径 80 mm，硅碳棒发热，洛阳市永泰试验电炉厂。超声波清洗器：型号 KQ-250DB ， 20 至 80 ，超声时间 1480 min，昆山超声仪器有限公司。数显电热鼓风干燥箱：型号 101， 40至 300，电压 220V、50Hz，天津市北辰建工试验仪器厂。2.2Bi 2Fe 4O9 纳米晶的共沉淀法制备

30、Bi2Fe4O9 纳米晶的制备流程如图2-1 所示，其具体制备过程为：按照化学式 Bi2Fe4O9中各物质的化学计量比 1:2，分别精确称量 2 mol的 Bi(NO 3)3 5H 2O和 2 mol的 Fe(NO3)3 9H 2O倒入干净的烧杯中，放在磁力搅拌器上，缓慢均匀的加入 HNO 3溶液，用磁力搅拌器搅拌1.5= n其中式中为 X 射线的波长，n 为任何正整数，d 为某一点阵的晶面间距。X 射线衍射仪由X 射线发生器、辐射探测器、测量电路、测角仪以及控制操作和运行软件的电子计算机系统组成，仪器的中心部分是测角仪，其结构和光学原理图如图3-1 所示。 S 为 X 射线源，当 X 射线束

31、照射到试样D 表面时，满足布拉格关系的某些晶面的衍射线便形成一根收敛的光束，F 处的接收狭缝与计数管 C 共同安装在支架 E 上，支架 E 可围绕衍射仪轴旋转。 当计数管 C 转到适当的位置时即可接收到一根射线，计数管的角位置2可从刻度 K 上读出。衍射仪的设计应使试样和探测器支架的角位置保持固定关系，当试样台转过角时，探测器支架必须转过2 角，这就是试样与计数器的连动，常记为2，这种连动关系保证了 X 射线在试样上的入射角和反射角始终相等，而且等于衍射角的一半，这样即可保证试样中满足布拉格关系的各晶面衍射线都能被探测器接收。当试样和计数器连动时衍射仪就能自动描绘出衍射强度随2角的变化情况的衍

32、射图样。 XRD- 2 扫描模式可以用来分析薄膜的相组成及定性的分析晶体的取向，在 X 射线照射工程中，记录装置与样品台以2:1 的角速度同步转动，以保证记录装置处于接受反射线的位置上。26图 2-2测角仪原理： (a)测角仪结构示意图； (b)测角仪光学布置国 D8 ADVANCE ，Cu 靶 K 射线作为发射源。 波长为 1.5406?，扫描方式为2 方式，步长为 0.02。将测试的结果用 MDI Jade5.0 软件进行分析比对，并且根据分析结果判断是否制备出纯相 Bi2Fe4O9 纳米晶。2.3.2电子扫描电镜（ SEM ）扫描电子显微镜 (SEM) 是十分常见且应用广泛的表面形貌分析

33、仪器。 材料表面的微观形貌是由高能量电子束从样品表面 “激发 ”出来的二次电子的信息反映出来的。由于仪器不需要电子穿过样品，因此块状样品也可以用扫描电子显微镜进行观察。电子扫描电镜的放大倍数可以在20 20 万倍之间连续调整；其视野大，景深大，成像立体，观测表面细微结构十分方便。扫描电子显微镜(SEM)可以观察样品的形貌和微结构。本文中用日本电子 JSM-6930LV 型扫描电子显微镜 (SEM) 对铁酸铋样品的形貌及微结构特征进行观察。2.4Bi2 4 9 纳米晶的光电特性Fe O2.4.1实验装置光电转换性能测试采用三电极体系，在上海辰华的工作站（CHI 760 C ）上完成的，参比电极为

34、 AgAgCl 电极，对电极为铂电极， 工作电极为用制备的材料在 ITO玻璃上制作的薄膜电极，电解液为0.5M NaSO4 ，所用的光源为PLS-SXE300 型氙灯（北京畅拓有限公司），功率为 300 W，用 420 nm 的滤波片滤去紫外光。实验装置如图 2.2 所示。图 2-3 光电转换性能测试装置2.4.2光电极的制备要测量 Bi2Fe4 O9 纳米晶的光电转换性能，得先制备有Bi2Fe4O9 纳米晶连接的光电极。首先，将样品加少量水以及表面活性剂十二烷基苯磺酸钠放入玛瑙研钵研磨均匀。 再将研磨过后的样品均匀涂在导电玻璃片（ 1.51.5 cm）上，放入马弗炉350烧 1 , Y. H

35、. Chu, M. Gajek, R. Ramesh,R. C. Rai, X.Xuand 3 T. Choi, S. Lee, Y. J. Choi, V. Kiryukhinand S.-W.Cheong,Science, 2009, 324, 63.4 A. Fujishima and K. Honda, Nature, 1972, 37, 238.5 A. J. Bard, J. Phys. Chem., 1982, 86, 1727 A. S. Poghossian, H. V. Abovian, P. B. Avakian, S. H. Mkrtchian and V. M. Ha

36、routunian, Sens. Actuators, B, 1991, 4, 545.8 Q. J. Ruan and W. D. Zhang, J. Phys. Chem. C, 2009, 113, 4168.9 S. M. Sun, W. Z. Wang, L. Zhang and M. Shang, J. Phys. Chem. C,2009, 113, 12826.10 J. T. Han, Y. H. Huang, X. J. Wu, W. W. B. Peng, W. Huang and J. B. Goodenough, Adv. Mater., 2006, 18, 2145

37、.11 Z. Yang, Y. Huang, B. Dong, H. L. Li and S. Q. Shi, J. Solid State Chem., 2006, 179, 3324.12 A. K. Singh, S. D. Kaushik, B. Kumar, P. K. Mishra,A. Venimadhav, V. Siruguri and S. Patnaik, Appl. Phys. Lett.,2008, 92, 132910.13 Meng Qin,Kui Yao,and Yung C.Liang,High efficient photovoltaics in 14J. Wang, J. B. Neato