硅纳米线阵列的减反射性能

硅纳米线阵列的减反射性能

1sinws阵列1-硅纳米线是重要的纳米材料之一。由于尺寸的减小,硅纳米线出现了量子限域效应、非定域量子相干效应、非线性光学效应及库仑阻塞效应,并表现出了不同于体硅的性质,如较好的光致发光性能、场发射特性以及较低的热传导率等。硅纳米线的这些特殊性质,使其在微/纳光电子器件中具有巨大的应用价值。例如,可用于高性能场效应晶体管、单电子探测器和场发射显示器件等纳米器件的制备。硅纳米线阵列(siliconnanowiresarrays,简称SiNWs阵列)是由众多的一维硅纳米线垂直于基底排列而成的,SiNWs阵列与硅纳米线之间的关系如同整片森林与单棵树木一样,它除了具有硅纳米线的特性外,还表现出集合体的优异性能:SiNWs阵列独特的“森林式”结构,使其具有优异的减反射特性,在宽波段、宽入射角范围都能保持很高的光吸收率,显著高于目前普遍使用的硅薄膜。例如,对于波长300—800nm的光,在正入射的情况下,硅薄膜的平均光吸收率为65%,而SiNWs阵列的平均光吸收率在80%以上;在光入射角为60°时,硅薄膜的平均光吸收率为45%,而SiNWs阵列的平均光吸收率达70%。这对于硅材料在太阳能高效利用方面,具有十分重要的意义。总之,SiNWs阵列大的比表面积兼具优异的减反射性能,使其在光电探测器、光电化学太阳能电池和光解水制氢等光电领域具有重要的应用价值。本文将对国内外关于硅纳米线阵列的制备及其在光电领域应用的研究进展进行系统阐述。2“至上”/“至上”方法近年来,为制备有序的SiNWs阵列,研究者先后开发出多种制备方法,这些方法大体上可分为两类:“自下而上(bottom-up)”和“自上而下(topdown)”。前者是从原子或分子出发控制组装成SiNWs阵列;而后者则是从体硅(硅片)出发,经化学刻蚀制得。2.1硅纳米线的制作:cvd与有序排列技术相结合目前,“自下而上”的制备方法,主要是化学气相沉积法(chemicalvapordeposition,CVD)与有序排列技术相结合。CVD法是利用气态或蒸气态物质在气相或气固界面上反应生长固态沉积物的方法。该法直接在衬底上生长的硅纳米线是杂乱的,需要结合有序排列方法或技术实现有序SiNWs阵列的制备。例如,CVD与模板法结合、CVD与Langmuir-Blodgett技术结合等。2.1.1金晶硅纳米线的合成模板在纳米线生长过程中起到了限定纳米线的直径、生长位置和生长方向的作用。Zhang等使用具有紧密排列的六角形纳米孔道的氧化铝(hexagonalclose-packednanochannelalumina)作为模板,先在模板的孔道中电化学沉积金粒子,然后在金粒子的催化下CVD法高温分解硅烷生长硅纳米线,成功地合成了单晶硅纳米线有序阵列,硅纳米线直径与模板孔道直径一致。Shimizu等利用电子束蒸发法先在Si(100)表面镀一层Al膜并通过阳极氧化形成多孔结构,而后用磷酸除去Si表面的SiO2层,再在孔道内无电沉积Au粒子作为催化剂,最后利用超真空CVD法分解硅烷气体,生长出了晶向为Si(100)的SiNWs阵列,制备过程见图1。2.2.2基于平板压印技术的多层纳米线阵列膜的制备Lieber等采用CVD与Langmuir-Blodgett技术结合的方法,自下而上成功地构筑了排列整齐的平行和交叉的SiNWs阵列。他们首先利用CVD法合成硅纳米线,再将硅纳米线分散在非极性溶剂中配制成纳米线悬浮液,而后将悬浮液分散在Langmuir-Blodgett槽中,压缩液膜使纳米线平行排列,将其转移到平坦的衬底上,再将另一个平行排列的纳米线阵列膜采用平板压印技术十字交叉地堆砌在第一层纳米线阵列膜上,如此往复,阵列膜逐层交叉堆砌,可形成十字交叉的多层纳米线阵列膜,工艺过程见图2。该法制成的平行SiNWs阵列有望用于制造高性能纳米线场效应管阵列;而十字交叉的阵列颇具吸引力,因为目前小尺度的交叉纳米线结节表现出特别的电学和光学特性,可望作为可编织纳米发光二极管的源极和计算机的基础元件使用,具有很大的发展潜力。2.2有序sinws阵列的制备方法传统的“自上而下”制备硅纳米线的方法中,如激光烧蚀法、热蒸发法、溶液法及电化学法等虽能成功制备出大量的硅纳米线,却很难制备出有序排列的SiNWs阵列。目前,“自上而下”制备有序SiNWs阵列的主要方法是朱静课题组首创的金属催化化学刻蚀法,该法在常温常压、金属纳米粒子的催化作用下,利用刻蚀剂刻蚀硅片,简单、快速地制备出大面积、高取向的SiNWs阵列,且不受硅片晶型和晶向的限制。金属催化化学刻蚀法按照制备过程可分为一步法和两步法[25—27]。一步法是将沉积金属纳米粒子与刻蚀过程同步进行,一步反应制得SiNWs阵列;两步法则是将沉积金属纳米粒子与刻蚀过程分开进行。其中,两步法使用较为广泛,因此,本文以两步法为例,阐述该法的具体步骤和化学反应机理。2.2.1ag颗粒薄膜两步法的主要步骤包括:(1)硅片的清洗和硅片表面H终端化:用HF浸泡硅片,使硅片表面形成Si—H键;(2)硅片表面沉积金属Ag颗粒:H终端化的硅片浸入到HF和AgNO3的混合溶液中,在硅片表面沉积不连续的Ag颗粒薄膜;(3)化学刻蚀硅片:将沉积了Ag颗粒的硅片浸入到刻蚀液中进行刻蚀,硅片表面上有Ag颗粒覆盖的位置将被逐渐刻蚀下去,没有Ag颗粒的位置保持原样;(4)稀硝酸溶解除去Ag颗粒。图3为Wong等采用两步法刻蚀不同掺杂类型、不同晶向的硅片制得的SiNWs阵列。2.2.2ag纳米薄膜的制备机理朱静课题组对金属催化化学刻蚀法的机理进行了深入的研究,并最早提出了该法的化学反应机理。现以两步法为例,阐述金属催化化学刻蚀法制备SiNWs阵列的化学反应机理(图4)。第一步:沉积Ag的机理。硅片表面经HF处理后形成大量的Si—H键,Si—H具有较强的还原性,Ag+具有较强的氧化性,两者发生氧化还原反应,Ag+获得电子被还原成Ag原子并以纳米颗粒的形式沉积在Si片表面形成不连续的Ag颗粒薄膜。第二步:刻蚀机理。Ag粒子作为催化剂,Ag粒子下面的Si被刻蚀液中的氧化剂(如H2O2)氧化成SiO2并被HF溶解,导致Ag粒子下沉,因此,有Ag粒子覆盖的位置,Si被逐渐向下刻蚀形成“坑道”。由于Ag颗粒薄膜是不连续的,相邻Ag粒子之间的空隙未被刻蚀,导致相邻的“坑道”之间形成硅纳米线。刻蚀的总反应方程式如下:2.2.3尺寸、间距对硅纳米线间距的影响由两步法形成机理可知,Ag膜的形貌是决定SiNWs阵列形态的关键因素,Ag膜中Ag粒子的尺寸、间距直接决定阵列中硅纳米线的间距和直径。目前,在Si片表面利用化学反应沉积的Ag颗粒的尺寸、间距不均一,导致硅纳米线直径、间距不均一。Hung等利用电子束热蒸发沉积尺寸、间距均一的Ag颗粒,在相同刻蚀条件下,成功制备了直径均一、间距均匀的SiNWs阵列,如图5所示。(2)sinws阵列的形成最近,关于金属催化化学刻蚀法的研究表明,化学刻蚀过程中的一些参数对SiNWs的取向有重要影响。Huang等用金属催化化学刻蚀法刻蚀硅片制得了弯折的SiNWs阵列,他们认为在化学刻蚀过程中,刻蚀方向主要由刻蚀过程中硅被氧化的速率决定:氧化速率快时,刻蚀方向垂直于硅基底;氧化速率较慢时,则优先沿着Si(100)方向刻蚀。氧化速率的快慢,主要由刻蚀液中氧化剂的浓度决定。图6为不同氧化剂浓度下刻蚀制得的弯折SiNWs阵列。这种弯折SiNWs阵列在较大规模的集成器件上能发挥独特的作用。Huang等虽制得了弯折的SiNWs阵列,尚未实现弯折角度的可控性,Zhang等在室温刻蚀出了角度可控的弯折SiNWs阵列,也称之为zigzag型SiNWs阵列。他们发现调控硅片的晶向、刻蚀温度和刻蚀剂浓度,可制备出150°、125°和90°弯折的SiNWs阵列。这种弯折结构的形成是由Ag纳米粒子在刻蚀过程中下沉路径的改变造成的。当硅片晶向为Si(111)时,则主要沿着垂直方向;若使用多晶硅片,刻蚀过程中遇到非Si(111)晶向时,Ag粒子可能的路径方向有两种,Si(100)或Si(113)。若沿着Si(113)方向则形成150°弯折角的SiNWs阵列,而若沿着(100)的方向则形成125°弯折角的SiNWs阵列。同理,90°弯折角的SiNWs阵列则是由沿着两个垂直的(100)方向交替形成的。3在光电领域的应用SiNWs阵列大的比表面积、优异的减反射性能使其在光电领域,如光电探测器、常规太阳能电池、光电化学太阳能电池、光电化学分解水制氢和光催化降解有机污染物等方面具有巨大的潜在应用价值。3.1sinws阵列上的光响应光电探测器是一种用来探测光或其他电磁辐射能量的装置,它把辐射能量转换成电流或电压信号输出,通过测量输出的电压或电流信号可以定量入射光强度或辐射强度。响应度(responsivity),即单位光功率产生的光生电压或电流的大小,是衡量光电探测器性能的重要参数,响应度越大探测器的光敏特性就越好。光电探测器在军事和国民经济的各个领域有广泛用途,在可见光或近红外波段主要用于射线测量和探测、工业自动控制和光度计量等;在红外波段主要用于导弹制导、红外热成像和红外遥感等方面。SiNWs阵列大的比表面积、特殊的“森林式”结构所具有的优异的减反射性能,大大提高了对光或其他电磁辐射的敏感度,使其在高灵敏度光电探测器方面具有得天独厚的优势。近年来,SiNWs阵列在光电探测器上的应用研究取得了显著进展。Zhang等已证实,SiNWs阵列光敏三极管,在可见光和近红外光区域可实现高灵敏度的光电探测,对飞瓦特(10-15W)的可见光和皮瓦特(10-12W)的红外光,探测器都有显著的响应。Zhou等利用射频溅射技术在p-SiNWs阵列上沉积n-ZnO,形成n-ZnO/p-SiNWs的p-n结。测得该p-n结具有较好的光敏和热敏特性,在深紫外254nm和近红外1000nm光照射下,均产生较好的光电流响应,光响应度分别为19.2和2.5A/W。Wang等采用低压溅射技术在p-SiNWs阵列上沉积n-ZnO晶种,再在已经沉积了ZnO晶种的SiNWs阵列表面水热生长ZnO纳米棒,ZnO纳米棒如同“树枝”(图8a)一样生长在以硅纳米线为“树干”的表面,形成核壳型径向p-n结纳米线阵列,用于高灵敏度光电探测器。在波长λ=900nm时光响应度12.8mA/W,量子效率为2.2%(图8b)。双壁碳纳米管(double-walledcarbonnanotube,DWCNT)薄膜具有优良的导电性,膜层电阻仅为0.5—5Ω/cm2,小于ITO透明导电玻璃的15Ω/cm2。双壁碳纳米管薄膜厚度约100nm时可见光透过率为50%,因此,双壁碳纳米管薄膜是一种优良的透明导电电极材料,而且双壁碳纳米管自身也具有光电转换特性。我们将双壁碳纳米管薄膜作为透明导电层置于n-SiNWs阵列的上表面,形成异质结用于光电探测器,如图9a所示。我们研究了SiNWs阵列的长度对探测器性能的影响(图9b右)。研究发现,探测器的光响应(光电流与暗电流之比)显著依赖于硅纳米线的长度,随着硅纳米线长度的增加,光响应先增大后减小,当硅纳米线的长度约600nm时,探测器具有最大的光响应为10.72。探测器的光响应之所以受到SiNWs阵列长度的显著影响,是因为SiNWs阵列长度增加时,一方面导致器件的反射率进一步降低进而光吸收进一步增强(图9b左);另一方面导致载流子复合几率增大,能被有效收集的光生电流减小,因此,要实现探测器的最佳性能,存在最佳的SiNWs长度范围。在此基础上,我们还研究了该探测器的时间响应特性(如图9c)。结果表明,探测器具有快速的光响应,响应时间＜10ms。因此,该光电探测器有希望在快速光开关方面获得应用。目前,基于SiNWs阵列制作的光电探测器尚处于研究阶段,其优点是响应的光谱范围宽、响应速度快以及灵敏度较高。相信在不久的将来,SiNWs阵列光电探测器一定会得到更大的发展。3.2太阳能电池的高效利用技术太阳能电池利用光生伏特原理将光能转换成电能,环保、可再生,为缓解能源危机提供了新出路。自1883年CharlesFritts等成功制备出世界上第一块太阳能电池之后,太阳能电池的研究一直都备受关注。其中,如何提高光电转换效率、降低成本一直是发展太阳能电池的主攻方向。SiNWs阵列优异的减反射特性能保持很高的光吸收率,对于太阳能的高效利用具有重要意义。目前,国内外研究SiNWs阵列在太阳能电池上的应用主要包括常规太阳能电池和光电化学太阳能电池两种。3.2.1sinws阵列电池的特性及影响因素进一步提高现有硅太阳能电池的光电转换效率,途径之一是减少光反射及提高光吸收。朱静课题组最早将具有优异减反射性能的SiNWs阵列用于构筑太阳能电池。他们制作SiNWs阵列太阳能电池的工艺流程如图10(a)所示:首先,利用金属催化化学刻蚀法在p型硅片上刻蚀形成了垂直排列的p-SiNWs阵列;然后经过磷的热扩散使pSiNWs阵列转变成n-SiNWs阵列,形成了n-SiNWs/p-Si异质结;最后,在异质结的上下表面分别制作电极。将此工艺制成的单晶SiNWs阵列太阳能电池和多晶SiNWs阵列太阳能电池,在AM1.5模拟太阳光下进行I-V测试,对比研究性能,结果如图10(b)、(c)所示。单晶SiNWs阵列电池的光电转换效率9.31%,开路电压548.5mV,填充因子0.6512;多晶SiNWs阵列电池的光电转换效率4.73%,开路电压475.6mV,填充因子0.474。根据SiNWs阵列优异的减反射性能推算,测得的单晶、多晶SiNWs阵列太阳能电池的转换效率显著低于预期效果。他们分析有两个可能的原因:一是由于上表面沉积的栅格状电极的薄膜不够致密,导致电阻较大,降低了电流收集效率;二是SiNWs阵列超大的比表面积导致大量的表面缺陷和悬挂键,使表面电子-空穴复合速率大大提高。而且,他们通过准稳态光电导衰减的方法,测试少数载流子寿命,证实了SiNWs阵列的少数载流子的表面复合速率大大高于体硅。Jia等在平板的硅表面,分别进行金字塔型阵列粗糙化和SiNWs阵列粗糙化,对比其太阳能电池性能(见图11)。结果表明,SiNWs阵列粗糙化的太阳能电池取得了16.5%的能量转换效率,相比于金字塔型阵列粗糙化的太阳能电池提高了35.4%。研究还发现,若硅纳米线表面不用SiNx钝化,会引起载流子复合率升高,导致电池的短路电流降低。可见,硅纳米线的表面钝化是提高太阳能电池效率的一个重要条件。最近,研究者们制备了基于SiNWs阵列的各种太阳能电池。Lieber等制备了同轴核-壳型异质结硅纳米线,并研究了其作为太阳能电池的性能。结果表明,由于核壳型异质结具有长轴吸收光子,短轴分离和收集光生载流子的独特结构优势,其光电转换效率显著提高。光电流密度达23.9mA/cm2,能量转化效率达3.4%。Zhu等用直接喷涂的方法将石墨烯层包覆在SiNWs阵列表面形成异质结用于太阳能电池。结果表明,相比于石墨烯/硅片异质结,石墨烯/SiNWs阵列异质结表现出了增强的光捕获和快速转移载流子的优点。在AM1.5模拟太阳光照下,石墨烯/SiNWs阵列异质结太阳能电池的能量转换效率为2.86%。3.2.2sinws阵列的电化学性能晶硅太阳能电池由于需要太阳能级纯的硅材料导致成本较高。光电化学太阳能电池(photoelectrochemicalsolarcells,PECsolarcells)是利用在液体和半导体之间形成异质结产生光伏效应,无需太阳能级纯的半导体材料,成本低且制备技术简单,受到研究者的广泛关注。SiNWs阵列作为光电化学太阳能电池的电极具有独特的优势:(1)SiNWs阵列超低的反射率能充分吸收太阳光,提高光能利用率;(2)SiNWs阵列大的比表面积与电解液形成核壳型的固/液光伏结,光生载流子在硅纳米线的径向能够被核壳型固/液光伏结有效分离与收集,利于提高光电转换效率。因此,SiNWs阵列光电化学电池一经提出,就受到了广泛的关注。美国波士顿学院的Yuan等系统地研究了SiNWs阵列的高度、密度及掺杂浓度对其光电化学性能的影响及相关规律,为优化SiNWs阵列光电化学电池的性能提供了依据。Dalchiele等的研究从实验上证实了SiNWs阵列光电化学太阳能电池的独特优势。他们制备了n-SiNWs阵列并将其作为光阳极,对其光电化学太阳能电池性能进行了测试,并且比较了n-SiNWs阵列与n-Si在PEC中的性能差异,结果表明,n-SiNWs阵列的短路电流、填充因子和转换效率均大于体硅。为了进一步提高SiNWs阵列光电化学太阳能电池的转换效率,国内外科研人员在SiNWs阵列的修饰方面作了大量的工作。Peng等首先通过金属催化化学刻蚀法制备了高密度有序排列的nSiNWs阵列,再用无电镀Pt沉积工艺,将5—10nm的Pt纳米粒子修饰在n-SiNWs表面制得了PtNPsSiNWs阵列(如图12A)。将PtNPs-SiNWs阵列、未修饰Pt纳米粒子的SiNWs阵列、体硅分别制成电极用于光化学太阳能电池,对比研究表明,光电流密度由体硅电极的1.74mA/cm2提高到SiNWs阵列电极的12.73mA/cm2,进一步提高到PtNPs-SiNWs阵列电极的17.2mA/cm2,如图12B所示。PtNPsSiNWs阵列电极的光电化学太阳能电池的转换效率达8.14%,高于之前报道的SiNWs阵列太阳能电池的光电转换效率。目前,SiNWs阵列用于光电化学电池的主要问题是光腐蚀强和载流子复合率高。将SiNWs阵列裸露在电解质溶液中很容易被腐蚀,可以通过制备核壳结构加以保护。Peng等利用微波等离子增强化学气相沉积法(microwaveplasma-enhancedchemicalvapordeposition,MPECVD)在硅纳米线上包覆一层碳壳层,制得了SiNWs@C核壳结构。随后,又在SiNWs@C核壳结构上通过无电金属沉积法将Pt纳米粒子沉积在碳壳层上,制备了SiNWs@C@PtNPs结构,如图13所示。碳壳层能有效保护SiNWs不被腐蚀,Pt纳米粒子的修饰能增强界面电荷的转移,达到减少载流子复合的目的。用SiNWs@C@PtNPs结构作为工作电极,Pt为对电极,在AM1.5照明条件下,其光电化学太阳能电池的能量转换效率达10.86%,且SiNWs@C@PtNPs在极性电解质溶液HBr/Br2中较为稳定,是目前已有文献报道中最为理想的光电化学电池结构。3.3光机化应用目前,SiNWs阵列在光催化方面的应用研究主要是太阳能光催化分解水制氢和光催化降解有机污染物。3.3.1sieenw/tio2核壳型纳米线阵列光电流和旅游电极表面氧化h自从日本学者Fujishima和Honda发现光照TiO2电极可以分解水制氢之后,TiO2光催化分解水制氢的研究全面展开,但由于TiO2本身带隙较宽,仅能利用太阳光中的紫外光,对日光的利用率小于5%。相比TiO2,Si具有较窄的带隙(1.1eV),因而具有很高的可见光利用率。如果能结合SiNWs的高可见光利用率和TiO2的光催化活性这两者的优势,用于太阳能光解水制氢,理论上应具有较好的效果。基于这种理念,Yang等先利用无电金属刻蚀法制备了排列整齐的SiEENW(siliconelectrolessetchednanowire),再利用真空溅射法在SiEENW的表面沉积TiO2,制备了SiEENW/TiO2核壳型纳米线阵列,并研究了其作为光阳极的太阳能光解水制氢性能。结果表明,高度密集的SiEENW/TiO2核壳型纳米线阵列由于低反射率和高比表面积,其光解水的光电流密度是Si片/TiO2结构的2.5倍。更为重要的是,他们发现,n-SiEENW/n-TiO2核壳异质结比p-SiEENW/n-TiO2核壳异质结产生更高的光电流(如图14a)。他们通过对光电流和开路电压的测量,探究了引起这种差别的原理:当模拟日光照射时,n-TiO2受日光中的紫外光激发产生TiO2e-和TiO2h+,n-Si则受可见光激发产生Sie-和Sih+,由于n-Si/n-TiO2界面处的能带弯曲(如图14b)使得TiO2e-流向n-Si与Sih+进行复合,这样,Sie-和TiO2h+被有效地分离,Sie-移向对电极还原H+成为氢气;TiO2h+则在该电极表面氧化OH-为氧气。利用n-Si/n-TiO2界面,可以有效分离SiEENW中的光生电子和TiO2中的光生空穴,从而显著地增强光电流,而对于p-SiNWs/n-TiO2异质结,其界面能带结构(如图14c)使得TiO2e-无法向Si流动,导致其不具备类似的分离载流子的功能。3.3.2光电催化降解苯酚近年来,难降解有机物在空气和废水中含量的持续增长已严重威胁着人类的健康。目前光催化降解有机污染物的催化剂主要是TiO2,锐钛矿型TiO2在紫外光的照射下能产生氧化性极强的羧基自由基,几乎可将所有的有机物氧化为CO2和H2O,且除净度高,降解速度快。近年来,结合SiNWs阵列的可见光响应性,在SiNWs阵列表面修饰TiO2壳层制得SiNWs@TiO2核壳型纳米线阵列,用于太阳光降解有机污染物成为研究热点。Quan等首先采用金属催化化学刻蚀法刻蚀p型或n型硅片制得p型或n型SiNWs阵列,再利用CVD法在SiNWs阵列表面沉积TiO2纳米颗粒制得SiNWs@TiO2核壳型纳米线阵列,如图15(a)所示。在氙灯照射下,利用n-SiNWs/TiO2核壳型阵列或n-Si/TiO2作为光阳极,在一定偏压下,以0.01MNa2SO4作为电解质,降解苯酚。与n-Si/TiO2相比,n-SiNWs/TiO2降解动力学常数提高了0.7%。另外,他们还利用不同波段的光照测试了p-SiNWs/TiO2和n-SiNWs/TiO2核壳型阵列的光催化性能,如图15(b)、(c),图中显示p型或n型SiNWs/TiO2核壳型阵列在紫外-可见光照射下的光催化效果均好于p型或n型Si片/TiO2,尤其是当偏压大于1.7V时,n-SiNWs/TiO2比p-SiNWs/TiO2核壳阵列的可见光响应提高得更为显著。他们的另一项研究表明,p型SiNWs/TiO2核壳型纳米线阵列在可见光下能实现光电催化降解苯酚。在可见光光电催化降解苯酚实验中,pSiNWs/TiO2或p-Si片/TiO2为阴极,外加负偏压-2.0V(vsAg/AgCl),O2或叔丁醇(tert-butylalcohol,TBA)为外加添加物溶于电解液中用于提供光生电子的受体。降解苯酚的结果如图16a所示,pSiNWs/TiO2的降解效率明显高于p-Si片/TiO2,而外加溶解氧的效率又高于SiNWs/TiO2的降解效率,外加TBA的效率则低于SiNWs/TiO2的降解效率。实验数据也显示SiNWs/TiO2的阴极动力学常数(0.983h-1)是Si/TiO2(0.0523h-1)的18.7倍;外加溶解氧的阴极动力学常数是不加的1.87倍,而外加TBA的阴极动力学常数为不加的38.7%。这些数据显示,O2的存在有助于苯酚的降解,而TBA则是起抑制作用。图16b阐明了苯酚降解的机理:在该系统中,有两种界面:SiNWs/TiO2界面,TiO2/电解液界面。在SiNWs与TiO2界面处,产生内建电场,内建电场方向由TiO2指向SiNWs;而在