研究目的
以尖晶石型铁酸锌为例，研究混合微波退火（HMA）与传统热退火（CTA）在制备高效太阳能水分解半导体光电极方面的效果差异。
研究成果
与CTA相比，HMA为ZnFe2O4光阳极提供了缺陷更少、结构有序性更好且特征尺寸更小的表面，从而产生显著更高的光电流和更低的起始电位。HMA可能成为制备基于难熔半导体高效光电极的通用方法。
研究不足
该研究以ZnFe2O4为模型体系；热机械合金化（HMA）对其他难熔半导体的适用性需进一步探究。HMA的短时处理可能限制其对需要更长退火周期材料的有效性。
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用于制备更高效半导体光阳极的混合微波退火技术，以实现太阳能水分解
DOI：10.1021/acssuschemeng.8b04562
期刊：ACS Sustainable Chemistry & Engineering
出版年份：2018
更新时间：2025-09-10 09:29:36
摘要：
混合微波退火（HMA）被提出作为传统炉内热退火（CTA）的替代方案，用于制备高效半导体光电极以实现太阳能水分解。本研究以尖晶石型铁酸锌为例，对比分析了HMA与CTA的效果。采用石墨坩埚进行HMA处理的ZnFe2O4光阳极比CTA制备的光阳极具有更少的表面缺陷、更好的结构有序性以及更小的特征尺寸。此外，HMA不会损害F:SnO2玻璃基底的导电性。这些优势使得优化后的ZnFe2O4光阳极在1.23 VRHE电位下产生的光电流达到CTA制备样品的约4倍，且在1倍太阳光照下的起始电位降低约100 mV。HMA有望成为替代现有CTA工艺、制备难熔半导体基高效光电极的通用有效方法。
作者：
Ju Hun Kim，Youn Jeong Jang，Sun Hee Choi，Byeong Jun Lee，Min Hee Lee，Jae Sung Lee
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