研究目的
研究致密均匀的CuBi2O4/NiO薄膜光阴极的制备及其在水分解可持续制氢中的性能表现。
研究成果
PLD法制备的CBO和CBO/NiO薄膜光阴极展现出长期稳定的PEC性能，在8小时内无明显衰减。与CBO薄膜（1.0 mA cm-2）相比，CBO/NiO薄膜光阴极具有更高的光电流密度（1.5 mA cm-2），这归因于II型能带排列。研究表明，通过PLD或其他PVD方法与其他半导体材料形成II型异质结，可提升p型光阴极的效率。
研究不足
该研究承认表面工程在?；す獾缂馐芄飧椿蛉芙夥矫娲嬖谔粽剑绕涫窃谌狈趸獾鹊缱忧宄恋那榭鱿?。磷酸钾缓冲溶液中无过氧化氢时出现的瞬态尖峰和整体较差的光电流密度表明存在表面电荷俘获或缓慢的表面反应动力学。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用脉冲激光沉积（PLD）技术在掺氟氧化锡（FTO）玻璃衬底上制备致密均匀的CuBi2O4（CBO）及CBO/NiO薄膜。选择PLD技术因其无需退火工艺即可制备致密薄膜，并能在异质结界面形成清晰界面。
2：样品选择与数据来源：
使用高密度（≥85%）块体CBO和NiO陶瓷靶材进行沉积。样品表征手段包括X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、X射线反射率（XRR）、紫外光电子能谱（UPS）、X射线光电子能谱（XPS）和紫外-可见光谱（UV-vis）。
3：实验设备与材料清单：
PLD系统、FTO玻璃衬底、CBO与NiO陶瓷靶材、XRD、SEM、AFM、XRR、UPS、XPS、UV-vis。
4：实验流程与操作步骤：
CBO及CBO/NiO薄膜在450℃生长温度下沉积。通过光电流密度测量优化各层厚度，分析薄膜结构、形貌及光学特性，并通过线性扫描伏安法（LSV）、电化学阻抗谱（EIS）、入射光子-电流转换效率（IPCE）测试及时域电流法评估其光电化学（PEC）性能。
5：数据分析方法：
测定薄膜质量密度、能带结构及PEC性能。采用EIS评估电荷转移动力学，通过IPCE光谱分析光子-电子转换效率。
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pulsed laser deposition system
Used for fabricating dense and homogeneous thin films.
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FTO glass substrate
Used as a substrate for thin film deposition.
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X-ray diffraction
Used for structural characterization of thin films.
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scanning electron microscopy
Used for morphological characterization of thin films.
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atomic force microscopy
Used for surface topography analysis of thin films.
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X-ray reflectivity
Used for quantitative analysis of thin film mass density.
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ultraviolet photoelectron spectroscopy
Used for investigating the energy band structure of thin films.
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X-ray photoelectron spectroscopy
Used for chemical state analysis of thin films.
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ultraviolet-visible spectroscopy
Used for optical absorption analysis of thin films.
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