利用太陽能來驅(qū)動(dòng)水分解制取氫氣是緩解目前能源危機(jī)的一種有效手段,水分解包括水氧化和還原水兩部分,其中水氧化部分成為目前研究瓶頸。因此人們尋找合適的半導(dǎo)體材料來構(gòu)建光陽極進(jìn)行水氧化,如何來提高水氧化部分的效率正是當(dāng)前人們研究的熱潮。早期多采用TiO₂為主,但是其禁帶寬度太窄,對(duì)太陽光利用率過低,但是TiO₂半導(dǎo)體具有比較明顯的缺陷,其禁帶寬度較寬在3.2 ev左右,在太陽能光譜中只能對(duì)紫外區(qū)域光響應(yīng),對(duì)太陽光利用率過低,量子效率低,光生載流子復(fù)合幾率大。因此本論文中設(shè)計(jì)了以WO₃作為電子導(dǎo)體,BiVO₄作為吸光層的異質(zhì)結(jié)構(gòu),拓寬了光陽極的光譜響應(yīng)范圍,提高了光陽極內(nèi)部的光生電荷分離效率。為進(jìn)一步加快光陽極表面水氧化反應(yīng)速率,采用CoO_x作為水氧化催化劑修飾異質(zhì)結(jié),構(gòu)建了復(fù)合光陽極,以磷酸緩沖溶液（p H=6.84）為電解液,Ag/Ag Cl當(dāng)做參比電極,與Pt電極組成PEC。通過可見光照射下,WO₃/BiVO₄異質(zhì)結(jié)產(chǎn)生電子和空穴對(duì)達(dá)到... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

不同溫度的WO3納米線陣列J-V圖像

圖 1-2 WO3納米片陣列薄膜在不同溫度下的 J-V 曲線[17]水氧化催化劑 Co-Pi 作為助催化劑修飾后達(dá)到了更穩(wěn)定的光A/cm2，在 400 nm 條件下其入射單色光光電轉(zhuǎn)換效率(IPC如圖 1-3 所示其加入 Co-Pi 修飾后的 J-V 曲線。

4圖 1-3 WO3納米片陣列薄膜在 Co-Pi 修飾下的 J-V 曲線[17] WO3有許多優(yōu)異的光電性能，但是其導(dǎo)帶位置的還原電位原電位低，使得它起始電位較低。另外 WO3的 2.7 eV 左了其只有 4.7 %的理論 STH 轉(zhuǎn)換效率，因此，開發(fā)導(dǎo)帶能合于水分解反應(yīng)，并且在可見光區(qū)具有更寬范圍光譜響應(yīng)化分解水領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]水滑石納米片陣列/多孔BiVO4復(fù)合光陽極用于高效光電催化分解水（英文）[J]. 黃義,于一夫,信雅妮,孟楠楠,余玉,張兵.  Science China Materials. 2017(03)
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本文編號(hào)：2961912