阳极氧化法制备二氧化钛纳米管及其在太阳能电池中的应用开题报告

1. 研究目的与意义

当前，能源问题越来越突出，随着地球上不可再生能源的日益枯竭，人们认识到利用占地球总能量99％以上的太阳能的重要性。

氧化方法在HF电解液中制备出自组织生长的Ti0₂纳米管阵列，并对其在太阳能电池方面进行了深入的研究，掀起了对Ti0₂纳米管阵列研究的热潮。Ti0₂纳米管阵列具有更高的比表面积和表面能，中空结构利于载流子传输等性能特点，因而在很多方面都有应用价值，加上原材料Ti储量丰富，阳极氧化法制备工艺简单、成本低、易大面积推广等优点，其前景十分广阔。

2. 国内外研究现状分析

现有关于阳极氧化Ti0₂纳米管阵列薄膜生长机理的报道不多。Grimes等提出了阳极氧化法Ti0₂纳米管阵列生长机理的三阶段模型。Schmuki、Soon Hyung Kang等也提出相似的生长过程模型并通过实验进行了验证。国内也有关于Ti0₂纳米管阵列生长机理的报道。系统分析和总结了现有生长模型后，认为以上模型明确地划分了纳米管阵列的生长阶段，对各阶段的生长特点作了阐述，总体上解释了纳米管阵列的生长进程，但还存在一些不足之处。

3. 研究的基本内容与计划

1. 使用阳极氧化法制备二氧化钛纳米管阵列

1）探索在不同电解液体系对纳米管形貌的影响

2）探索在不同电压对纳米管形貌的影响

4. 研究创新点

在电解液方面将使用种类更加齐全的试剂，除HF,NH₄F外，还将用二甲基亚甘油等试剂。