李嚴(yán)波教授團(tuán)隊(duì)在Nature Communications發(fā)表新研究成果發(fā)表時(shí)間：2022-02-18 10:11
主要內(nèi)容 界面修飾工程不僅可以提高器件的光電轉(zhuǎn)換效率，還可以提高器件的穩(wěn)定性。文中對Ta3N5薄膜光陽極的Ta3N5/電解液界面和Ta3N5/背電極界面同時(shí)進(jìn)行界面修飾，大幅提高光電轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了較長時(shí)間的穩(wěn)定光電催化。本文使用“一步高溫氮化法”，將電子束蒸發(fā)和原子層沉積兩種方法相結(jié)合，制備了“三明治結(jié)構(gòu)”的薄膜光陽極In：GaN/Ta3N5/Mg：GaN。
In:GaN/TTa3N5/Mg:GaN薄膜光陽極的制備流程示意圖 本文通過PL測試表明，Mg：GaN和In：GaN層可以起到表面鈍化作用，降低Ta3N5薄膜中的缺陷濃度。本文通過電化學(xué)測試表明，這種界面修飾方法減少了由于表面態(tài)缺陷引起的費(fèi)米能級釘扎作用，降低了光陽極器件的起始電位。將這種高效的界面修飾方法與NiCoFe-Bi產(chǎn)氧助催化劑相結(jié)合，In：GaN/Ta3N5/Mg：GaN薄膜光陽極光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)3.46%！
In:GaN和Mg:GaN層在In:GaN/Ta3N5/Mg:GaN薄膜中的作用
文中提到使用太陽光模擬器（SAN-EI ELECTRIC，XES-40S3-TT）模擬陽光，強(qiáng)度校準(zhǔn)為 100 mW cm-2 (AM1.5 G) ，既用于樣品長時(shí)間沉積，又用于PEC測試。
XES-40S3-TT光催化太陽光模擬器 技術(shù)參數(shù)： 氙燈功率：150W 有效照射面積：40mm*40mm 光譜不匹配性：＜±25% AM1.5G ** 光強(qiáng)不穩(wěn)定性：＜1% ** 光強(qiáng)不均勻性：＜2% ** 氙燈壽命：2000小時(shí) 快門控制器：Twin time全自動(dòng)控制 文獻(xiàn)信息：Interface engineering of Ta3N5 thin film photoanode for highly efficient photoelectrochemical water splitting Jie Fu, Zeyu Fan, Mamiko Nakabayashi, Huanxin Ju, Nadiia Pastukhova1, Yequan Xiao, Chao Feng, Naoya Shibata, Kazunari Domen & Yanbo Li 文獻(xiàn)鏈接： https://www.nature.com/articles/s41467-022-28415-4 文中提到的：XES-40S3-TT 太陽光模擬器 |
