半透明薄膜Fe2O3光电极用于通过阳光有效地分水:Si-doping的纳米结构指导作用
Ilkay Cesar1, Andreas Kay, José A Gonzalez Martinez
1Institut des sciences et ingénierie chimiques, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, CH-1015 Lausanne, Switzerland.
Journal of the American Chemical Society
|April 6, 2006
概括
用添加的血 (alpha-Fe2O3) 薄膜显示出太阳能水分裂的前景. 经过优化后的薄膜在一个双重设备中实现了2.1%的太阳能到化学转换效率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 光催化作用的光催化
背景情况:
- 黑马 (α-Fe2O3) 是一个有前途的光电极材料,用于太阳能水氧化,因为它的稳定性和合适的带间隙.
- 提高血光电极的效率对于推进太阳能燃料生产至关重要.
研究的目的:
- 为了研究兴奋剂对α-Fe2O3膜的特性和光电化学性能的影响.
- 为了优化添加的alpha-Fe2O3的沉积,以实现高效的光电化学水氧化.
主要方法:
- 用添加的alpha-Fe2O3薄膜被沉积在F-doped SnO2基板上,使用超声波喷雾热解 (USP) 和大气压化学蒸汽沉积 (APCVD).
- 在模拟的AM 1.5全球阳光下,在pH 13.6下测量了光电化学水氧化.
- 分析了薄膜形态和晶体方向.
主要成果:
- 兴奋剂影响了α-Fe2O3的形态,减少了特征大小,并促进了具有首选 (001) 方向的纳米叶片的形成.
- 由USP和APCVD准备的光电极实现了1.17和1.45mA/cm2的光电密度,分别在1.23V和RHE.
- 性能最好的光电极在双重设备配置中显示了2.1%的太阳能到化学转换效率.
结论:
- 兴奋剂是一种有效的策略,可以提高alpha-Fe2O3的光电化学性能,以氧化水.
- USP和APCVD是存储高效添加的alpha-Fe2O3光电极的可行方法.
- 进一步开发可能会导致太阳能燃料发电的实际应用.
