光电材料|Sb和N调制电荷补偿效应增强金红石SnO2的光电性能

用第一性原理计算研究了Sb-N共掺杂SnO2的电子结构。结果表明,Sb(施主)和N(受体)在SnO2的能带中引入了新的能级,使SnO2的能带隙明显减小。


此外,由于Sb和n的电荷补偿作用,提高了系统的载流子分离率,从而提高了SnO2的光电性能。根据理论计算结果,采用水热法制备了本征态和不同比例的Sb-N共掺杂SnO2。


采用x射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和x射线光电子能谱(XPS)对样品进行了表征。对所制备的本征电极和Sb-N共掺杂SnO2电极的光电性能进行了研究。


结果表明,样品均为金红石相,掺杂剂Sb和N取代Sn和o进入SnO2晶格,5%共掺杂样品具有均匀的球形和分散性。光电性能测试表明,Sb-N共掺杂增强了SnO2的光电性能。


当掺杂比例为5%时,光电流值达到最大值(9 μA/cm2),电化学阻抗最小。理论计算和实验结果表明,Sb-N共掺杂SnO2具有优异的光电性能。

光电材料|Sb和N调制电荷补偿效应增强金红石SnO2的光电性能

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