GaP/GaPN核壳纳米线阵列修饰的硅光阴极的光电化学制氢反应（英文）

发布时间：2023-05-07 04:42

　　能够大规模同时提升电极的催化效率和稳定性对光电化学分解水系统的开发具有重要意义.硅是一种地球储量丰富且成熟的工业材料,由于其合适的带隙(1.1 eV)和优异的导电性,已被广泛用于光电化学制氢反应.然而,缓慢的表面催化反应和在电解液中的不稳定性限制了其在太阳能制氢中的实际应用.Ⅲ–Ⅳ族半导体材料也具有较高的载流子传输特性且被广泛用于光电器件.其中, GaP的直接带隙和间接带隙分别为2.78和2.26 eV,可与硅组成串联型光电极用于光电化学分解水.然而, GaP的光腐蚀电位位于禁带中,很容易在光电催化过程中发生光腐蚀而导致性能大幅下降.本文报道了一种新型的GaP/GaPN核/壳纳米线修饰的p型硅(p-Si)串联型光阴极,同未修饰的p-Si相比,其光电化学制氢性能更高.这可归因于以下几点:(1)p-Si和Ga P纳米线之间形成的p-n结促进了电荷分离;(2)Ga PN相对于Ga P具有更低的导带边位置,进一步促进了光生电子向电极表面的转移;(3)纳米线结构既缩短了光生载流子的收集距离,又增加了比表面积,从而加快了表面反应动力学.此外,在Ga P中引入氮元素还提高了体系的光吸收和稳定性.我们...

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【文章目录】：
I.Growth of GaP NWs on the p–Si substrate(p–Si–NW)
II.Remove the Au NP before annealing in NH3
III.Photoelectrode fabrication
IV.Characterization of samples
V.Electrochemical Measurements



本文编号：3810297