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oe1(光电查) - 科学论文

118 条数据
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  • 利用二氧化钛纳米锥阵列中的介电光学波导实现太阳能燃料生产的高宽带光传输

    摘要： 我们描述了TiO?纳米锥阵列的制备及其应用，该阵列能使覆盖高负载光吸收电催化剂的光电半导体电极实现高光学透射率。当超过50%的光吸收体表面被高折射率TiO?纳米锥阵列覆盖时，该表面呈现出减反特性（反射率<5%），即使在与纳米锥非正对区域沉积厚金属触点或不透明催化剂涂层的情况下，仍能保证>85%的宽带光透射至底层硅基体。针对400-1100 nm光谱范围的三维全场电磁模拟表明，入射宽带光耦合进入TiO?纳米锥的多种导波模式，从而减少了光与金属层的相互作用。我们通过概念验证实验展示了光驱动水氧化过程：在p+n-Si光阳极表面修饰TiO?纳米锥阵列，并在未被纳米锥覆盖的p+n-Si区域电沉积Ni催化剂层。该光阳极在100 mW cm?2的AM 1.5模拟光照下产生约28 mA cm?2的光限电流密度——相当于裸露平面硅表面的预期值，尽管硅前表面54%区域被约70 nm厚的Ni金属层覆盖。

    关键词： 光伏、纳米光子学、光电子学、介电纳米锥、光电化学、宽带传输

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 一种高效稳定的氧化亚铜光阴极，耦合铝表面等离子体共振与氧化铝自钝化技术

    摘要： 实现光电化学（PEC）水分解高性能的关键在于设计高效且稳定的光电极结构。本研究首次合成了一种新型高光活性的CuO/Al光阴极，随后通过空气中的自发氧化过程引入Al?O?钝化层以?；す庖跫馐芄飧础５靡嬗贏l纳米颗粒（NPs）的局域表面等离子体共振（LSPR）效应与Al?O?层的表面钝化协同作用，所制备的CuO/Al/Al?O?光阴极在相对于Ag/AgCl电位0.55 V时展现出0.95 mA cm?2的高光电流密度，并在1小时后保持89.5%的光腐蚀稳定性。

    关键词： 水分解、局域表面等离子体共振、氧化铜、氧化铝钝化层、光电化学、铝纳米颗粒

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 氮掺杂碳量子点修饰的介孔三氧化钨光阳极用于增强析氧光反应

    摘要： 纳米结构光阳极是通过水光电化学过程制氢的理想材料。本研究采用表面活性剂自组装模板法，将氮掺杂碳量子点作为光敏剂引入介孔三氧化钨光阳极（N-CQD/meso-WO3）。通过扫描电镜、透射电镜、X射线衍射和X射线光电子能谱等技术，系统分析了纯相与氮掺杂碳量子点修饰的介孔WO3光阳极的晶体结构、组分及形貌特征。由于具有高比表面积、优异的光吸收性能以及增强的载流子分离与传输能力，在0.5 M Na2SO4溶液中无需任何助催化剂或牺牲试剂时，N-CQD/meso-WO3光阳极在AM 1.5 G光照条件下于1.23 V（vs. RHE）电位处展现出显著提升的光电流密度（1.45 mA cm?2），约为未修饰纯介孔WO3的2.23倍。此外，该修饰光阳极的析氧起始电位负移95 mV，表明其载流子分离与传输过程均得到有效促进。

    关键词： 钨、点、三氧化物、光电化学、介孔、量子、碳、水分解

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 绿色合成的等离子体纳米结构修饰TiO2纳米纤维用于光电化学产氢

    摘要： 我们在此展示通过化学还原法合成的金纳米颗粒（Au NPs）和银纳米颗粒（Ag NPs），并采用绿色合成的碳纳米灯（CNL）作为可见光光敏剂，用于二氧化钛纳米纤维（TNFs）的光电化学水分解。在用于光电化学实验前，我们对合成的光阳极（PA1：TNFs，PA2：Ag@CNLs/TNFs 和 PA3：Au@CNLs/TNFs）进行了形貌、结构、光学和电子性质的离线表征。我们首先展示了这些光阳极在可见光照射下对亚甲基蓝降解的高效光催化活性。随后进行光电化学（PEC）水分解研究，结果显示在模拟AM 1.5太阳光照、1.36 V vs RHE条件下，PA2和PA3的光电流密度分别显著提高到13 mA/cm2和18 mA/cm2，相较于PA1提高了约15倍。这一改进归因于协同效应——表面等离子体效应带来的吸收增强以及有效的载流子分离与传输，这从测量的电荷转移电阻（Rct）降低中可以明显看出：PA2为15.1 Ω，PA3为6.71 Ω，而PA1为139 Ω。

    关键词： 二氧化钛纳米纤维、绿色合成、氢气、光电化学、碳量子点、等离子体纳米结构

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 光通信中传统时域均衡器的神经网络优化算法

    摘要： 本文报道了一种基于Ru(NH3)6 3+/Ru(NH3)6 2+介导的光电化学-化学-化学（PECCC）氧化还原循环放大（RCA）策略，用于实现先进分离式光电化学免疫分析的三重信号增强放大。具体而言，通过三明治免疫识别固定碱性磷酸酶（ALP）标记物，将4-氨基苯磷酸盐转化为信号报告分子4-氨基苯酚（AP），随后检测缓冲液中的AP与氧化还原介质Ru(NH3)6 2+及还原剂三(2-羧乙基)膦（TCEP）发生相互作用。在光照条件下，Bi2S3/BiVO4光电极上光生空穴氧化Ru(NH3)6 2+启动链式反应，其中Ru(NH3)6 3+将AP氧化为对醌亚胺实现Ru(NH3)6 2+再生，同时TCEP使对醌亚胺恢复为AP。以白细胞介素-6（IL-6）为分析物示例，该Ru(NH3)6 3+/Ru(NH3)6 2+介导、AP参与的PECCC RCA策略结合ALP酶放大作用，可实现光电化学IL-6免疫分析的三重信号超灵敏检测。该方案可推广至其他多种目标物的检测，本研究也为基于RCA的光电化学生物分析提供了新思路。

    关键词： 光电化学-化学-化学（PECCC）氧化还原循环放大（RCA），三重信号放大，Bi2S3/BiVO4光电极，Ru(NH3)6 3+/Ru(NH3)6 2+介导，光电化学免疫分析

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 一种简易合成的氮掺杂石墨烯量子点（NGQD）修饰电极，用于多巴胺的超灵敏光电化学检测

    摘要： 近期，氮掺杂石墨烯量子点（NGQDs）作为新型量子半导体和光电极材料，在光电传感、水分解及生物成像领域展现出应用潜力，具有广阔前景。本研究采用简易煅烧法制备NGQDs，并基于其构建了具有优异光电活性的光电极传感平台用于多巴胺（DA）检测。得益于量子效应与尺寸效应，在紫外光辅助下，该平台在超低检测限（0.03 μM）、宽检测范围（0.03-450 μM及450-9680 μM）内对DA表现出显著增强的光电流响应及高灵敏度。长期实验表明NGQDs电极能持续稳定产生光电流密度，证实其用于DA检测具有优异的耐用性。

    关键词： 超灵敏检测、氮掺杂石墨烯量子点、光电化学、多巴胺

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 基于Ga2O3纳米棒阵列/电解质固液异质结的光电化学自供电日盲光电探测器：具有大分离界面的光生载流子

    摘要： 由于在生物分析、紫外通信等领域具有巨大应用潜力，日盲光电探测器得到了广泛研发。由垂直排列纳米棒阵列（NRAs）构建的光电探测器因其低光反射率和快速电子传输特性，近年来备受关注。然而受限于表面不平整的NRAs与上电极接触不足，光生载流子无法有效分离与转移。本研究制备了一种新型光电化学（PEC）型自供电日盲光电探测器，其结构为具有大尺寸光生载流子分离界面的Ga2O3 NRAs/电解质固液异质结。该β-Ga2O3 NRAs PEC光电探测器在254 nm波长（光强2.8 mW/cm2）、零偏压条件下展现出3.81 mA/W的光响应度，获得28.97的光暗电流比和1.86%的外量子效率。该成果为高效深紫外探测且低功耗的日盲光电探测器提供了新型器件结构。

    关键词： 光电化学，氧化镓纳米棒阵列，固液异质结，日盲光电探测器，自供电

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 用于增强天然水光电化学分解的硅-银枝晶纳米结构

    摘要： 我们报道了以硅(Si)纳米线搭载银(Ag)枝晶(树枝状纳米结构)作为工作电极(光阳极)，对自然水(pH 7)进行光电化学(PEC)分解的研究。通过线性扫描伏安法、电化学阻抗谱(EIS)和莫特-肖特基(M-S)测量对PEC水分解过程进行了详细研究。在白光照射下，外加电压为?0.6 V时测得1.7 mA/cm2的光电流密度，证明了使用树枝状纳米结构作为工作电极能有效分解自然水。这种分解主要归因于工作电极表面/水之间有效界面的显著增强，以及Ag枝晶存在时光生载流子复合的减少。我们认为Si与Ag树枝状纳米结构之间的肖特基势垒有利于增强光生电荷载流子的分离。Si中的光生空穴转移到作为电荷阱的Ag枝晶(纳米分支和叶片)上，从而有效实现水的PEC氧化。我们对载流子复合动力学的研究证实了光生电荷载流子分离的增强。光生载流子获得了长达80 s的合理瞬态周期。EIS结果表明，树枝状纳米结构表面的电荷转移电阻(150 Ω)足够低，可促进界面电荷转移。根据M-S分析，该电阻在工作电极/水界面产生了约1.1 × 102? cm?3的高载流子浓度。报道称应用偏压-光子-电流转换效率约为4%，证明了自然水的高效PEC分解。

    关键词： 线性扫描伏安法、光诱导电荷载流子分离增强、光电化学、应用偏压-光子-电流转换效率、银枝晶

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 由二氧化钌（RuO?）和铂（Pt）组成的表面?；び氪呋?，用于利用太阳能稳定生产甲基环己烷

    摘要： 一种基于(ZnSe)0.85(CuIn0.7Ga0.3Se2)0.15（ZnSe:CIGS）颗粒的光阴极，经RuO2和Pt物种修饰后，在近100%法拉第效率下展现出更优的光电化学（PEC）析氢活性与稳定性，并能利用高碱性水溶液作为氢源，在阳光照射下从甲苯制备前景广阔的储氢介质甲基环己烷（MCH）。研究表明，RuO2与Pt的共负载改变了Pt的氧化态，部分解释了活性与稳定性的提升——这与Pt的锚定效应相关。同时证实，这种高碱性条件能促进选择性MCH生成，可能源于阴离子交换膜性能的改善。本研究通过构建表面保护/催化层，为以有机氢化物形式捕获太阳能的人工光合作用提供了新思路。

    关键词： 甲基环己烷、氢载体、光电化学、近红外响应光阴极、二氧化钌表面改性

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 铂光沉积时间对Fe2O3纳米管电极光电化学性能的影响

    摘要： 开发了一种光辅助沉积方法，用于在阳极氧化制备的Fe2O3纳米管（Pt/Fe2O3）上沉积铂纳米颗粒。同时测定了合成Pt/Fe2O3样品的化学物理性质和元素组成。对所制Pt/Fe2O3样品的光电化学特性研究表明，与裸露的Fe2O3相比，其光电解水制氢的光电流密度显著提高。因此，铂沉积能有效增强光电化学响应。此外还研究了铂光沉积时间对水分解能力的影响。HPt3样品在+0.4 V（vs. Ag/AgCl）电位下产生的电流密度为220 μA/cm2，是裸露Fe2O3纳米管样品（+0.4 V时为105 μA/cm2）的2倍。

    关键词： 铂，氧化铁（Fe2O3）纳米管，沉积，薄膜，光电化学

    更新于2025-09-10 09:29:36