光电化学分解水制氢用Cu2O基光电极的晶体取向和界面结构的协同调控

项目名称： 光电化学分解水制氢用Cu2O基光电极的晶体取向和界面结构的协同调控

项目编号： No.51402306

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 甄超

作者单位： 中国科学院金属研究所

项目金额： 25万元

中文摘要： p型Cu2O是构建光电化学分解水制氢用光阴极中极具前景的材料，但其光腐蚀严重，限制了Cu2O基光电极的发展。由于光生载流子的快速导出与转移是抑制光腐蚀的本质因素，本项目提出基于晶体取向和界面结构的双重调控来实现光生载流子快速导出与转移的新思路，构建高效稳定的Cu2O基光电极。拟利用电化学沉积方法调控Cu2O薄膜的生长取向，制备沿着高导电取向择优生长的薄膜，促进光生载流子由体相快速输运至表面；在此基础上，分别在集流体/Cu2O和Cu2O/电解液两界面上构建有利于空穴和电子转移的欧姆接触和共晶格pn结，使得空穴和电子能从Cu2O表面分别有效转移至对电极和pn结的n型部分，实现光生载流子的有效转移，最大程度地抑制光腐蚀；并进一步在电极表面构筑析氢助催化剂，降低水分解反应势垒，提高反应效率。本项目将阐明基于晶体取向和界面结构的双重调控来促进光生载流子快速导出与转移的规律与机制，为发展高效稳定的光电

中文关键词： 光电化学；水分解；太阳能；氢气；半导体

英文摘要： Cu2O as a p-type semiconductor is considered to be a very promising material to construct photocathode for photoelectrochemical water splitting. However, Cu2O based photocathodes always suffer from serious photocorrosion. The fast transport and transfer o

英文关键词： photoelectrochemistry；water splitting；solar energy；hydrogen；semiconductor