通过使用具有纳米纹理接口的氧化物/光电极进行高效和持续的光电化学氧化水

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
• 可再生能源可再生能源是可再生能源.

背景情况:

• (Si) 是一个有前途的光电极材料,用于水分裂.
• 保护Si免受腐蚀,特别是在高pH下,对于设备的稳定性至关重要.
• 改善半导体和催化剂之间的接口可以提高光电化学性能.

研究的目的:

• 开发一种强大的催化剂,用于光电化学氧化水在上.
• 为了研究纳米纹理和催化剂沉积对设备性能和稳定性的影响.
• 为了证明在恶劣条件下保护光电极的有效策略.

主要方法:

• 氧化物 (CoO_x) 的等离子增强原子层沉积 (PEALD) 在p(+) n-Si.
• 制造纳米纹理和平面Si光电极.
• 在模拟太阳照明下进行光电化学测量.
• 在高pH (13.6) 条件下进行长期稳定性测试.

主要成果:

• 在1.23V与RHE相比,达到17mA/cm的光电流密度.
• 证明的和电流密度为30 mA/cm(2) 和光伏> 600 mV.
• 观察到持续的光电化学水氧化,24小时后没有降解.
• 纳米纹理设备由于减少了氧化厚度和改善了接口接触而表现出更好的性能.

结论:

• 在纳米纹理Si上的CoO_x的PEALD是一种有效的方法,用于高效和稳定的光电化学水氧化.
• 工程催化剂/半导体接口是提高Si光电极性能和稳定性的关键.
• 这种方法为开发先进的光电化学系统提供了一个总体策略.