隨著工業(yè)化進程的加快和人口的急速增長,人類正面臨嚴峻的能源短缺和環(huán)境惡化的危機。太陽能作為一種新能源,具有清潔、高效、可再生等優(yōu)勢,光電化學技術可以將太陽能加以合理利用,而合適的半導體材料在光電化學中發(fā)揮著重要的作用,其中,過渡金屬氧化物半導體材料比較常見,如Cu₂O和BiVO₄。Cu₂O具有合適的帶隙、光響應好、價格低廉等優(yōu)勢在光電化學領域受到廣泛關注,但由于在電解液中易發(fā)生光腐蝕且光電性能較低,限制了它的應用,本論文通過修飾手段,提高了Cu₂O光電極的光電性能和光穩(wěn)定性。此外,還制備出了多孔的BiVO₄薄膜光電極,最后為了提高光轉換效率,設計出串聯(lián)器件,具體的研究工作如下:（1）通過化學浴沉積法原位制備Cu₂O納米線光電極,實驗結果表明,當煅燒溫度為600℃,煅燒時間為4h,制備的Cu/Cu₂O納米線光電極的光電流密度最大,在模擬太陽光,相對于可逆氫電勢為0V時,產(chǎn)生的光電流密度為4.02mA/cm²。（2）... 

【文章來源】：湘潭大學湖南省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

PEC池的結構示意圖

圖 1.3 pH=0，相對于 NHE 和真空能級下，半導體材料的能帶位置示意圖[5除了上述的合適的禁帶寬度、導帶、價帶位置外，影響 PEC 分解水性因素還有光照激發(fā)后產(chǎn)生的光生電子-空穴對的多少、遷移速率和分離效率1.3 Cu2O 概述[6]Cu2O 是一種典型的 p 型半導體，帶隙為 2eV，在模擬太陽光的照射下應的理論光電流為-14.7mA/cm2，光電轉換效率為 18%[7]。目前，Cu2O 已化分解水[8, 9]、降解有機污染物[10]、太陽能電池[11]、傳感器[12]、有機合成[1氧化[14]等領域得到了廣泛應用，是一種非常有潛力的 PEC 光電極材料。1.3.1 Cu2O 光電極的制備方法1.3.1.1 電化學法電化學法是通過電解質將兩個或多個電極分開，并在電極間傳遞電流來光電極的方法[15]。此方法操作簡單，可以制備納米線、薄膜等形貌結構的光

第 1 章 緒論此外，在 Cu2O 光電極表面修飾碳不僅可以提高光電流，也可以有效地抑Cu2O 的光腐蝕。Hou 等[34]在 Cu2O 表面沉積石墨烯和 Au-Cu 作為助催化劑，備了 Cu/Cu2O 納米線/石墨烯/Au-Cu 復合光電極（如圖 1.4 所示），在模擬太光照射下，與純 Cu2O 和 Cu2O/石墨烯光電極相比，Cu/Cu2O 納米線/石墨烯/Au-復合光電極具有更大的光電流，電荷得到了更加有效的分離。Zhang 等[36]在 Cu2納米線外沉積碳，制備了 Cu/Cu2O 納米線/C 復合光電極，并測試了其 PEC 性能實驗結果表明，當碳層厚度為 20nm 時，復合光電極表現(xiàn)出較好的 PEC 性能在模擬太陽光照射下，當施加偏壓為 0V vs.RHE 時，光電流達到了–3.95mA/cm在光穩(wěn)定性測試中，相對于純 Cu2O，具有碳層保護的 Cu2O 光電極的光穩(wěn)定也大大增強。最新的一項研究中，Yu 等[46]先合成了 Cu(OH)2納米管，隨后將

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于氧化亞銅光電極的制備及其光電化學性能的研究進展[J]. 付星晨,顏德健,劉冀鍇.  化工進展. 2018(01)

博士論文
[1]氧化鐵光電極的改性及光電催化分解水性能研究[D]. 鄧久軍.蘇州大學 2016



本文編號：2918796