Ti O2具有优良的光催化活性,然而其较宽的带隙(Eg=3.2e V)导致其利用太阳可见光性能较差。将Ti O2与其它窄带隙半导体材料进行有效的复合,为处理以上问题提供了有益的解决方案。本工作尝试将窄带隙的硅(Eg=1.12e V)与Ti O2进行复合而形成Ti O2/Si光催化材料。从应用的角度出发,使用具有纳米陷光结构的太阳级(So G)Si片并在其上采用液相沉积法(LPD)能够较容易地制备大面积的Ti O2薄膜。结果表明,Ti O2/Si复合材料的可见光吸收和光催化性能得到较大提升,从而使得该技术途径在利用太阳能光降解领域显示出较好的应用前景。在本论文中,我们采用液相沉积法(LPD)分别在不同微结构的太阳能(So G)多晶硅片上制备了Ti O2薄膜,并对其光催化性能进行了研究。论文主要的研究结果以下:一、采用液相沉积法(LPD)制备Ti O2薄膜,研究了不同的氟钛酸铵和硼酸浓度、沉积温度、沉积时间、退火温度因素对薄膜表面结构的影响。并由此确定了最佳的薄膜制备工艺:0.1mol/L的(NH4)2Ti F6和0.4 mol/L的H3BO3,在55℃温度下沉积1h并在700℃下进行热处理。二、研究了不同基片上制备的Ti O2薄膜光学减反特性。通过改变沉积时间在制绒多晶硅(MT p-Si)上沉积了不同厚度的Ti O2薄膜,对比镀膜前后的反射率可以发现,具有微米绒面结构的制绒多晶硅(MT p-Si)的反射率为24.5%,在镀膜后反射率都有所降低,而且不同厚度的薄膜的减反效果也不同,90nm厚的薄膜表现出了最佳的减反效果,平均反射率降低至8.2%。三、利用液相沉积法分别在石英玻璃(Quartz)、制绒多晶硅(MT p-Si)、黑硅(NT p-Si)、有pn结的黑硅(NT pn-Si)上制备了Ti O2薄膜,对比了4种基片在镀膜前后的微观结构与陷光性能。具有纳米陷光结构的黑硅表现出优于多晶硅制绒片的陷光性能,镀膜前的平均反射率为17.5%,镀膜后的平均反射率减低为5.3%。此外,PN结的引入对薄膜结构和反射率均无影响。四、实验测量并比较了这四种Ti O2薄膜样品在全光谱和可见光下的光催化性能。结果表明,在石英玻璃上制备的Ti O2薄膜只在紫外线下具有光催化能力,而生长在具有纳米陷光结构的黑硅上的Ti O2薄膜在全光谱(4小时降解79%)和可见光(4小时降解49%)下都表现出了优于石英玻璃和多晶硅制绒片的光催化性能;通过引入PN结,降解效率进一步有~5%的提升。综上所述,我们采用液相沉积法(LPD)在具有不同微结构的太阳级(So G)硅片上制备了Ti O2薄膜。我们发现由于Si可以被可见光激发产生电子,Ti O2薄膜的光催化活性可从紫外光扩展到可见光区域。此外,在引入了纳米结构和PN结后,多晶硅表现出更优秀的陷光性能和载流子分离能力,可见光催化活性得到进一步的增强。我们的结果表明,将纳米陷光结构应用于Ti O2催化剂可以提高对光的吸收,加强载流子的分离,从而增强光催化性能。