坚固的SrTiO3通过减少的石墨烯氧化物对光电极的被动化,用于太阳能水分离
Hsin-Chia Ho1, Milutin Smiljanić2, Zoran Jovanović1,3
1Advanced Materials Department, Jožef Stefan Institute, 1000 Ljubljana, Slovenia.
ACS applied materials & interfaces
|September 11, 2023
概括
由于半导体腐蚀,开发用于清洁燃料生产的耐用光阴极具有挑战性. 这项研究在 (Si) 上引入了以降解氧化石墨烯 (rGO) 增强稳定性和效率的 (Si) 上的表轴性酸 (STO) 保护层.
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:
- 从像p-Si这样的低成本材料开发高效的光阴极,用于清洁的燃料生产,由于半导体易受光电化学 (PEC) 腐蚀的阻碍.
- 保护层对于防止腐蚀至关重要,同时确保有效的电荷传输,以确保PEC设备的可靠运行.
研究的目的:
- 开发使用酸 (STO) 保护层的p-Si光阴极的强有力的被动化策略.
- 研究减少氧化石墨烯 (rGO) 缓冲层和表轴生长在增强光阴极性能和稳定性方面的作用.
主要方法:
- 脉冲激光沉积 (PLD) 用于在减少的氧化石墨烯 (rGO) 缓冲的p-Si基板上准备薄层的酸 (STO).
- 在rGO/Si上对STO的Epitaxial增长与非pitaxial和直接沉积的STO/Si相比较.
- 进行了光电化学测量,包括启动电位,光伏,平带电位和电化学阻抗光谱.
主要成果:
- 在rGO/Si上的3.9纳米薄的表轴性STO层表现出相比较厚或非表轴性STO的更高的发作潜力 (0.326V与RHE).
- 经过Epitaxial STO/rGO/Si证明了增强的电荷分离,电荷转移,并改善了针对目标的氧化还原反应的性能.
- 表轴性STO层有效地使Si基板受,防止直接接触到STO/Si的降解.
结论:
- 通过rGO缓冲器促进薄的STO层的表轴生长,对于创建高效和稳定的p-Si光阴极至关重要.
- 这种方法为制造坚固的保护层提供了一个简单的方法,使耐用和高效的光电化学装置能够用于清洁燃料生产.
