研究目的
比较两种硅光电极纳米结构化策略的光电化学析氢活性：一是直接对硅表面进行纳米结构化处理，二是通过引入纳米结构氧化锌来增加平面硅上电催化剂的表面积，旨在促进电催化作用的同时尽量减少表面复合。
研究成果
ZnONW支撑策略使硅光阴极既能从结构化催化剂中获得高电催化活性，又能保留平面硅同质结的光活性，在开路电压下比直接硅纳米结构化性能高出约50 mV。这种解耦方法是将地壳丰富催化剂集成到太阳能燃料器件中而不影响效率的通用策略，未来还可利用其他透明纳米结构进一步发展。
研究不足
电极的耐久性受限于强酸性电解质中氧化锌的稳定性。纳米结构电极的光限电流密度因催化剂层吸收增加而降低。通过优化催化剂布置和厚度以减少寄生光吸收具有潜力。
1：实验设计与方法选择：
本研究比较了硅光阴极的两种纳米结构策略——直接纳米结构化硅和使用纳米结构氧化锌载体。方法包括原子层沉积（ALD）、干法硅刻蚀以及基于溶液的氧化锌纳米线沉积。
2：样本选择与数据来源：
电极采用n+p-Si和n+-Si衬底制备，搭载多种纳米结构（如硅纳米线、氧化锌纳米线）并涂覆二硫化钼或铂催化剂。
3：实验设备与材料清单：
设备包含ALD系统、干法刻蚀工具、扫描电镜（SEM）、扫描透射电镜能谱仪（STEM-EDS）、线性扫描伏安法（LSV）测试装置。材料包括硅晶圆、氧化锌、二氧化钛、二硫化钼、铂。
4：实验流程与操作步骤：
制备过程包括在预处理表面进行二氧化钛和二硫化钼的ALD沉积、基于溶液的氧化锌纳米线沉积，以及通过SEM、STEM-EDS和光电化学测量（在0.5M硫酸溶液中1太阳光照下的LSV测试）进行表征。
5：5M硫酸溶液中1太阳光照下的LSV测试）进行表征。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：通过LSV曲线分析数据，将电极行为建模为与电催化剂阻抗元件串联的光伏元件，并比较电位与电流密度。
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