通过一种简单的原位溶剂热合成工艺，成功地通过可控的乙二醇(EG)和乙二胺(En)混合溶剂在掺氟氧化锡（FTO）玻璃基底上制备出了Zn₂SnO₄分层3D球体和Zn₂SnO₄“西兰花”样排列薄膜。用珊瑚状纳米颗粒将平均直径为~2.3 μm的三维分层Zn₂SnO₄球自组装，SEM图像如图所示（图1a和b）。根据FE-SEM图像（图1c），制备后的薄膜厚度约为4.39 μm。当按照同样的步骤将0.5 g PVP替换为0.3 g NaOH时，观察到一个新的“西兰花”样Zn₂SnO₄阵列膜，如图1d-f所示。放大后的图像显示，一个类似于“西兰花”的Zn₂SnO₄是由统一的Zn₂SnO₄“簇”组成的。此外，从横截面图像的概述（图1f），我们可以看到，类似于“西兰花”的Zn₂SnO₄的长度都约为4.35 μm。用粉末x射线衍射（XRD）进一步研究了所制备的薄膜的相组成和结构（图2）。样品的所有衍射峰都可以很容易地索引为Zn₂SnO₄（JCPDS卡号24-1470）的立方结构，较强的峰表明制备的Zn₂SnO₄薄膜具有高结晶性。将制备的3D Zn₂SnO₄球和Zn₂SnO₄“西兰花”样阵列薄膜进一步用于DSSCs作为光阳极，基于两个Zn₂SnO₄光阳极的DSSCs的典型光电流密度(J)-电压(V)曲线如图3所示。基于三维（3D）分层Zn₂SnO₄球体光阳极的染料敏化太阳能电池（DSSCs）比Zn₂SnO₄的“西兰花”样阵列（0.69 %）具有更好的功率转换效率（PCE，0.83 %），在这里，从J-V曲线中得到的光伏参数总结在表1中。制备的3D Zn₂SnO₄球光阳极电池的Voc为847 mV，低于Zn₂SnO₄“西兰花”样阵列电池（868 mV）。这可以归因于三维Zn₂SnO₄球膜表面积的增加，这将提供额外的电荷重组位点，并增强暗电流，为意外的反向重组。结果表明了这些新型的Zn₂SnO₄薄膜有望在光催化、锂离子电池和超级电容器的应用方面显示出巨大的潜力。

图1 （a-c）3D分层Zn₂SnO₄球体和（d-f）Zn₂SnO₄ “西兰花”样阵列的FE-SEM图像。图1c和图1f中的插图分别为相应的3D Zn₂SnO₄球体和Zn₂SnO₄ “西兰花”样阵列的横断面FE-SEM图像。

图2 3D Zn₂SnO₄球体和Zn₂SnO₄ “西兰花”样阵列的PXRD图。

图3 基于3D Zn₂SnO₄球体和Zn₂SnO₄“西兰花”样阵列的DSSCs的J-V曲线。

表1 具有3D Zn₂SnO₄球和Zn₂SnO₄“西兰花”样阵列的DSSCs的光伏参数（J_sc、V_oc、FF和η）。

该成果在Materials Chemistry Frontiers（SCI材料科学2区；IF = 7.0）发表综述论文一篇，在Advanced Powder Technology (SCI 工程技术2区；IF = 5.2)发表研究论文一篇。