无Pt的MoS2联合催化剂使Sb2Se3光阴极中的光电流密度创纪录,用于高效的太阳能生产
Munir Ahmad1, Anadil Gul2, Hafiz Sartaj Aziz1
1Institute of Thin Film Physics and Applications, Shenzhen Key Laboratory of Advanced Thin Films and Applications, Key Laboratory of Optoelectronic Devices and Systems of Ministry of Education and Guangdong Province, State Key Laboratory of Radio Frequency Heterogeneous Integration, College of Physics and Optoelectronic Engineering, Shenzhen University Shenzhen 518060 China chensh@szu.edu.cn.
Chemical science
|April 24, 2025
概括
二硫化物 (MoS2) 作为催化剂,促进用于太阳能生产的二 (Sb2Se3) 光阴极. 这提高了光电化学水分装置的光电流,效率和稳定性.
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:
- 化 (Sb2Se3) 是薄膜光伏和光电化学 (PEC) 水分裂的有希望的材料,因为它丰富的地球性质和良好的光电性质.
- 半导体/电解质接口上的腐蚀和缓慢的电荷转移限制了基于Sb2Se3的设备的效率.
- 需要辅助催化剂来改善Sb2Se3光阴极的动力因素和整体性能.
研究的目的:
- 采用二硫化 (MoS2) 作为基于Sb2Se3的光阴极的具有成本效益的,无贵金属的共催化剂.
- 为了提高光电流密度 (Jph),半电池太阳能到 (HC-STH) 转换效率,以及Sb2Se3光阴极的稳定性.
- 调查MoS2在提高PEC性能和减少损失方面的作用.
主要方法:
- 优化的热力学/动力学物理蒸气沉积 (PVD) 用于将MoS2沉积在Sb2Se3/CdS结构上.
- 制造Mo/Sb2Se3/CdS/MoS2光阴极. 这些光阴极的制造.
- 描述PEC性能,包括光电流密度和HC-STH效率.
- 在酸性缓冲溶液 (pH1) 中进行稳定性测试.
主要成果:
- 冠军的Mo/Sb2Se3/CdS/MoS2光阴极在0 VRHE时实现了31.03 mA cm-2的创纪录Jph.
- 最高的HC-STH效率达到了3.08%.
- 光阴极在酸性条件下表现出超过5小时的稳定性,MoS2减少光电腐蚀和电荷重组,同时增强电荷转移.
结论:
- 莫斯2是一种有效的共催化剂,可提高Sb2Se3基光阴极在PEC水分裂中的性能.
- 使用MoS2显著提高了光电流密度,HC-STH效率和设备稳定性.
- 这项工作展示了具有成本效益的Sb2Se3/MoS2光阴极的潜力,用于高效的太阳能气生产.


