1. 研究目的与意义（文献综述）

纳米材料具有宏观材料所不具有的四大效应：小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应^[1]，使得材料具有独特的物理化学性能和光电性能，纳米材料被广泛的应用于宇航、电子、化工、冶金、生物、医药等方面。

氧化锌（zno）纳米棒作为一种纳米材料具有许多优点。从能量的角度来看，氧化锌为直接带隙半导体，禁带宽度为3.2 ev，具有优异的物理性能和较高的电子迁移率^[2-4]，所以在太阳能方面的应用方面氧化锌被集中研究；从结构的角度来看，氧化锌纳米棒结构可以提供更大的表面以提高量子点的沉积和促进电子迁移的直接途径，所以具有制备量子点敏化太阳能电池的潜能^[5,6]；从成本的角度来看，氧化锌的储量较为丰富，而且容易获得，所以成本比较低廉^[7]。

尽管纯zno纳米棒具有许多独特的性质，但是纯氧化锌纳米棒结构仍有一些无法克服的缺点，最让人关注的就是其光电转换效率较为低下，这也就限制了将氧化锌纳米棒应用于量子点敏化太阳能电池。而科学家通过不断研究实验发现可以通过向氧化锌纳米结构中掺杂铝^[8]、锂^[9]、钛^[10]等物质，从而提高氧化锌纳米结构的光电转换能力。在其中掺杂钇已经被证明可以提高氧化锌薄膜电子性能和传导率，可以大大提高光电转换效率^[11]。heo等人^[12]通过溶胶凝胶法制备出钇掺杂氧化锌纳米薄膜，结果显示钇的掺杂成功减少了电阻率。sharma等人[p1]^[13]通过水热法制备出钇掺杂氧化锌纳米结构，结果表现出产品具有更大的表面积和更好的稳定性。并且y掺杂zno薄膜可以在室温下制备，工艺简单，制备难度低，具有紫外辐射强、透过率高、电阻率低等特点，在短波长发光、平板显示、太阳电池等光电器件领域有广阔的应用前景。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：采用两步法在fto导电玻璃基板上制备钇掺杂氧化锌（zno：y）纳米棒薄膜，先利用浸渍-提拉法在fto导电玻璃基板上制备zno晶种层，然后利用水热法在zno晶种层上生长zno：y纳米棒薄膜。在y掺杂浓度相同的条件下，研究水热反应时间（4 h，5 h，6 h）和反应温度（85℃，95℃，105℃）对zno：y纳米棒薄膜形貌和光学性能的影响。

材料表征：采用xrd、sem、uv-vis和pl光谱等测试手段分析表征y掺杂zno纳米棒在不同水热反应时间和反应温度薄膜的形貌及光学性能。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－8周：按照设计方案，制备zno晶种层，在其基础上生长zno纳米棒阵列，采用xrd、sem等手段对所生长的zno纳米棒阵列晶相结构和形貌进行表征。采用uv-vis和pl对zno纳米棒阵列的光学性能进行测试。

第9周：[p1]按照设计方案，制备85℃不同时间（4 h）的zno：y生长溶液，在zno晶种层上生长zno：y纳米棒薄膜。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 文玉华, 周富信, 刘曰武. 纳米材料的研究进展[j]. 力学进展, 1900, 31(1):47-61.

[2] tachan z, hod i, shalom m, etal. the importance of the tio₂/quantumdots interface in the recombination processes of quantum dot sensitized solarcells[j]. physical chemistry chemical physics, 2013, 15(11): 3841-3845.

[3] lin c j, kao l c, huang y, et al. uniform deposition ofcoupled cds and cdse quantum dots on zno nanorod arrays as electrodes forphotoelectrochemical solar water splitting[j]. international journal ofhydrogen energy, 2015, 40(3): 1388-1393.