三氧化鎢薄膜電化學交流阻抗分析

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為更進一步研究三氧化鎢薄膜電極的電化學行為，對三氧化鎢薄膜進行了電化學交流阻抗分析，交流電壓幅度為5mV，頻率范圍為10mHz至10kHz，電壓為0VvsAg/AgCI。實驗結(jié)果在復平面上的Nyquist曲線及相應的模擬電路如圖3.19所示。Nyquist曲線在高頻區(qū)具有一個半圓，中頻區(qū)是一條斜率為45“的直線(Warburg元件)，以及在低頻區(qū)的另一條直線。這一典型的曲線形狀及其模擬電路在文獻中都得到了較好的解釋。其中，對于各個薄膜樣品，電解質(zhì)電阻REL均為4.5Ωcm-2cm左右。另一個電阻即薄膜與電解質(zhì)的界面電荷轉(zhuǎn)移電阻Rct從24.5降至20.2Ωcm-2，說明多孔性表面有利于離子的轉(zhuǎn)移。兩種薄膜最大的不同在低頻區(qū)，該直線代表了一種恒相位元件(constant phase element)QCPE.C.Bohnke等曾對這一現(xiàn)象進行了詳細的討論（公式1）。其中0<n<1,aCPE為阻抗圖中低頻區(qū)直線與虛軸的夾角。冪指數(shù)n與薄膜的孔隙率相關(guān)。從圖3.19a中可以看出，無PS球模板的WO3薄膜的aCPE接近于0，因此n約等于1，證實該WO3薄膜中孔隙率很低。而對于有PS球模板的W03薄膜，對應于300s和600s的沉積時間，其。值分別為0.76和0.68，表明具有一定的孔隙率。

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