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oe1(光电查) - 科学论文

27 条数据
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  • 锑掺杂氧化亚铜的光电化学应用最佳合成方法

    摘要： 我们研究了锑掺杂浓度对光阴极氧化亚铜（Cu2O）薄膜结构、电学及光电化学性能的影响。通过电沉积法在333K、pH=10的含硫酸铜和硫酸锑离子电解质中制备了p型Cu2O光吸收薄膜。微量锑掺杂有助于铜离子快速迁移至基底并消耗离子，从而可重复合成具有高结晶质量与优异电学稳定性的p型Cu2O。在多种样品中，当c(Sb)/[c(Cu)+c(Sb)]摩尔分数为0.75 mol%时，其电阻率最低且红外区透光性最佳——这源于高成核密度下5纳米范围内晶核的快速重叠。此外，经后热退火处理的锑掺杂Cu2O样品在不使用金属催化剂条件下展现出约0.65 mA/cm2（相对于可逆氢电极RHE）的光电流增强效应。

    关键词： 优选取向，退火后处理，锑掺杂，光电化学电池，氧化亚铜

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 基于钒酸铋的光活性材料中化学计量与非化学计量钨掺杂效应对光电化学水分解的影响

    摘要： 在光电化学（PEC）水分解中，BiVO4因其适宜的带隙而备受关注，但其导电性差导致PEC性能较低。该体系绝大多数研究聚焦于通过钨（W）化学计量比掺杂来提升体相和界面导电性，同时控制晶体缺陷与复合位点的污染物生成。本文深入探究了非化学计量比W掺杂对BiVO4体系的影响。采用简易浸涂法制备了化学计量比与非化学计量比的钨掺杂单斜晶系BiVO4（即Bi1-(x+d)V1-xWx+dO4；BiV1-xWx+dO4和BiV1-yWyO4；x=0.008；y=0.03；d=0.005）?；Ъ屏勘茸榉峙浔劝绾善胶獾腂i、V和W原子，而非化学计量比组分配比则含有过量Bi或过量Bi与W。在1.23 V（vs RHE）电压下经单太阳光照射电极时，非化学计量比组分BiV1-xWx+dO4展现出最优的光电化学水分解性能。XRD和XPS结果表明：过量Bi或过量Bi与W的非化学计量掺杂可能形成V5+离子被W6+离子取代且不产生其他缺陷的环境，但不同组分配比样品的带隙未观察到显著差异。进一步通过电化学阻抗技术分析BiVO4中W掺杂对体相和表面电荷迁移率的影响，结果显示非化学计量比组分BiV1-xWx+dO4电极具有低界面电阻、低电荷转移电阻及高电荷供体/表面态密度特性。循环伏安测试表明：超出化学计量量的Bi与W添加有效抑制了空穴-电子对复合位点的形成。电化学分析结果证实，这种特定非化学计量比组分BiV1-xWx+dO4能显著减少陷阱位点并增强电荷转移动力学，从而获得更优的光电化学水分解性能。

    关键词： 析氧反应，光电化学电池，水分解，钒酸铋，钨掺杂

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 原子级精确的双金属纳米团簇作为光电化学电池中的光敏剂

    摘要： 原子级精确的双金属纳米团簇Au24Ag20(PhCC)20(SPy)4Cl2（1）首次被用作光电极化学应用中的稳定光敏剂。用1敏化二氧化钛纳米管阵列（TNA）可显著增强复合材料的光捕获能力，因为1在紫外-可见光区域具有高摩尔消光系数。与更标准的Au25(SG)18-TNA（2-TNA，SG：谷胱甘肽）相比，1-TNA在中性和碱性条件下光照时均表现出更好的稳定性。光敏剂的精确组成使得可以直接比较1和2的敏化能力。在相同的团簇负载量下，1-TNA产生的光电流是2-TNA的15倍。1-TNA优于2-TNA的性能不仅归因于1更高的光吸收能力，还归因于更高的电荷分离效率。此外，还揭示了配体效应对光电极稳定性以及纳米团簇与半导体之间电荷转移的影响。我们的工作为在原子水平上研究金属纳米团簇作为光敏剂的作用铺平了道路，这对于设计更好的光能转换材料至关重要。

    关键词： 能量转换、双金属纳米团簇、光敏剂、纳米结构材料、光电化学电池

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 具有p型金属氧化物半导体光阴极的光电化学水分解 尹正江[a] 和 李在成*[a]

    摘要： 光电化学（PEC）水分解是生产清洁可持续氢燃料的一种有前景的方法。与n型金属氧化物半导体光阳极和p型光伏级非氧化物半导体光阴极相比，采用p型金属氧化物半导体光阴极进行太阳能制氢的研究尚未得到充分开展。铜基氧化物光阴极展现出较好的导电性，但在光照下的水溶液中稳定性欠佳；而铁基金属氧化物光阴极虽具有更稳定的PEC性能，却存在电荷分离与传输方面的问题。本篇微型综述文章概述了基于p型金属氧化物的PEC水还原光阴极的最新研究进展。尽管这些材料尚未充分发挥其潜在性能，但相关挑战已被明确识别，并提出了克服局限性的策略。该领域未来的研究除新材料探索外，还应着力解决这些问题与挑战。

    关键词： 金属氧化物、p型半导体、光电化学电池、光阴极、太阳能水分解

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 用于高效光电化学水分解的多层WO3纳米片：退火斜坡的作用

    摘要： 通过溶胶-凝胶法制备的WO3纳米颗粒水性悬浮液经喷涂工艺，在透明TCO基底上成功生长出多层WO3纳米方片薄膜。本研究评估了两种退火方案对不同厚度WO3光电极光电响应的影响。光电化学表征显示，慢速升温退火工艺使光电极在1.23 V（vs RHE）下获得1.6 mA·cm-2的增强光电流密度。对比相同膜厚的光电极，慢速升温退火产生的光电流密度比传统快速升温退火高出80%。退火升温速率对WO3光电极形貌及晶相结构的影响与光电流密度存在关联：慢速升温退火获得的薄膜具有更高孔隙率和更大尺寸的纳米方片结构。X射线衍射结构分析表明薄膜以单斜晶相生长，且呈现[002]择优取向——该取向通常与优异的光电流性能相关。采用Williamson-Hall分析法通过简单的X射线衍射宽化方法估算了晶粒尺寸和晶格微应变，定量建立了WO3晶格缺陷、晶间应变与性能的关联。该沉积方法为利用低成本简易工艺制备高效可扩展的WO3光电极用于光电化学水分解开辟了新途径。

    关键词： 退火斜坡、X射线峰展宽、三氧化钨、纳米片、光电化学电池、光电极

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 掺杂CdTe的柔性TiO2包覆纳米纤维素膜作为光电池电极

    摘要： 将量子点（QDs）掺入多孔基质中推动了新型光学器件的发展。本研究以细菌纳米纤维素（BNC）膜为载体，测试了掺杂CdTe敏化TiO?的光电电极在制氢光电解池中的性能。通过将BNC膜浸入谷胱甘肽包覆的CdTe水溶液（CdTe–GSH），再沉积薄层TiO?制得柔性膜。红外光谱证实CdTe–GSH成功掺入BNC膜，荧光光谱显示其发光强度随CdTe–GSH溶液浸泡时间延长而增强。场发射扫描电镜（FEG-SEM）图像表明5纳米级CdTe/QDs均匀分散于纤维素纳米纤维上。以BNC/CdTe–GSH膜作为光电电极时，光电解池在400-800纳米波长范围内呈现显著光电流，证实其作为柔性电极、传感器及光伏系统的应用潜力。

    关键词： 光电化学电池、量子点、细菌纳米纤维素、水分解、氢气生成

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • CuInxGa1-xSeyS2-y/CdS/ZnS级联能带结构界面处的电荷传输促进自发水分解

    摘要： 光电电极需通过高效的自发电荷分离产生足够高的光电压以分解水。本研究将具有级联能带结构的CdS和ZnS应用于CuInxGa1-xSeyS2-y（CIGS）析氢光电极。通过扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外光电子能谱对CIGS异质结薄膜的形貌、电子态及化学态进行了表征。当与WO3/BiVO4/Co-Pi光阳极耦合进行无偏压水分解时，CIGS/CdS/ZnS光阴极表现出约400 mV的起始电位阳极偏移，太阳能制氢效率达0.028%。

    关键词： 光电化学电池，水分解，硫化镉，铜铟镓硒，硫化锌

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 用于太阳能水分解的串联光电化学电池

    摘要： 无需外加偏压的光电化学（PEC）水分解是应对日益严峻的能源危机的潜在解决方案，因为该方法能直接将太阳能转化为化学能。串联电池因各组件紧密集成形成高效整体，成为实现无辅助全水分解的常用构型。串联PEC水分解装置基于不同光电极吸光材料，主要存在两种模型：光阳极/光阴极（PEC/PEC）和光电极/光伏（PEC/PV）串联电池。本综述将聚焦PEC/PEC与PEC/PV电池的概念、构型及最新研究进展。提升太阳光-氢（STH）效率的关键在于优化光吸收与能带匹配。未来要实现串联PEC电池的实际应用，需提升单一半导体材料性能、开发新材料并优化器件构型。

    关键词： 太阳能，光电化学电池，串联电池

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 光伏-光电化学串联电池中无偏压原位生成H?O?用于生物催化氧功能化

    摘要： 过氧化物酶以H2O2为关键共底物，催化烃类化合物的高效选择性氧功能化反应。本研究报道了一种无偏压光电化学（PEC）串联结构，由FeOOH/BiVO4光阳极、Cu(In,Ga)Se2太阳能吸收层及石墨相氮化碳/还原氧化石墨烯复合阴极组成，用于光驱动过氧化物酶催化。该PEC平台在太阳能吸收层产生的充足光电压驱动下，无需外加偏压即可通过水作为电子供体还原活化分子氧原位生成H2O2。在无偏压PEC串联体系中，来自茶树菇（Agrocybe aegerita）的过氧化物酶实现了乙苯的立体选择性羟基化反应，生成(R)-1-苯基乙醇的总转化数超过43,300次且具有高对映选择性（ee > 99%）。

    关键词： 光电化学电池、过氧合酶、光伏技术、生物催化、氧功能化

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于生物的光伏电化学电池：阻抗谱建模

    摘要： 分析并讨论了一种能将阳光转化为电能的电化学电池的阻抗响应。光转化由被称为反应中心的光合系统实现，该系统是多种生物体中光合作用的核心。在光照条件下，一种突变促使电池的电学响应从绝缘体转变为导体，并观测到光电流。阻抗谱呈现出特殊形态，在蛋白质激活后发生显著变化。通过图形/解析/数值方法对其进行了分析。部分阻抗图示被证明最适合用于推导等效电路设计。随后，建立了该电路的解析表达式，并据此编写定制Python代码以拟合实验数据。最后提出了一种合适的归一化处理流程，该流程可验证暗态与光照条件下的数据，并可作为测量结果的快速筛选工具。

    关键词： 光电化学电池，反应中心，阻抗

    更新于2025-09-23 15:19:57