Der photoelektrochemische Wasserzerfall zieht Wasser und Licht direkt in Wasserstoff und Sauerstoff, von denen Si mit schmaler Bandlücke und starker Ladungsträgertransportfähigkeit als eines der idealen hocheffizienten Photokathodenmaterialien angesehen wird Es ist leicht zu korrodieren und passivieren mit Elektrolyt-Lösung (besonders stark alkalischen Elektrolyt) unter Beleuchtung, die seine Anwendung in der Photoelektrochemie begrenzt.Es ist geeignet für einen effizienten und stabilen Betrieb in Si-basierte Photokathode in stark alkalischen Elektrolyt. Die Schutzschicht beseitigt oder schwächt die Kopplung der Effizienz und Stabilität der Si-basierten Photokathode.
Vor diesem Hintergrund schlug das Team von Professor Wang Shuangyin von der Schule für Chemieingenieurwesen unserer Schule einen einfachen Weg vor, kristallines sauerstoffarmes TiO zu verwenden. 2Die Schutzschicht erhöht die Effizienz und Stabilität der photoelektrischen Leistung der Si-basierten Fotokathode unter starkem Alkalielektrolyt.Eine ähnliche Arbeit wurde in Nature Communications veröffentlicht.
Im Vergleich zu intaktem stöchiometrischem kristallinem TiO 2Schicht, sauerstoffarmes kristallines TiO 2Die Schicht unterstützt nicht nur den stabilen Betrieb der Si-basierten Photokathode in der stark alkalischen Elektrolytlösung, sondern stellt auch einen effektiven Transportkanal für photoangeregte Elektronen dar. Zusätzlich ist kristallines TiO 2Die Sauerstoffdefektkonzentration in der Schicht beeinflusst signifikant die PEC-Wasserstoffproduktionseffizienz der gesamten Si-basierten Fotokathode.Diese Arbeit zeigt, dass die Schutzschicht in Kombination mit der hochdichten Kristallstrukturund der Gradientenfehlerkomponente die Effizienz und Stabilität der Si-basierten Fotokathodeentkoppeln kann. Photoelektrochemische Systeme, die Solarenergie in einem stark alkalischen Elektrolyten in Brennstoff umwandeln, liefern eine verbesserte Richtung.
Darüber hinaus hat die Forschungsgruppe wichtige Fortschritte bei der chemischen Regulation von Defekten in Photoanoden gemacht und die damit verbundene Arbeit wurde kürzlich in Advanced Materials (Impact Factor 21.95), einer führenden Zeitschrift auf dem Gebiet der Materialien, veröffentlicht.
