黑硅光催化制氢电极的陷光结构与载流子复合输运规律研究

项目名称： 黑硅光催化制氢电极的陷光结构与载流子复合输运规律研究

项目编号： No.51202281

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 翁百成

作者单位： 盐城工学院

项目金额： 25万元

中文摘要： 硅由于具有合适禁带宽度，可吸收大部分的太阳光，是广泛使用的光电转换材料。在硅/电解液界面利用光催化作用制取氢气是制氢研究的热点之一。对于使用硅基光催化电极制氢而言，高效吸收光能和将光生载流子输运到硅界面是提高光催化效率的关键。但由于约25%的光吸收损失在反射上，因此目前最新的研究多通过制备纳米线等黑硅陷光结构降低光反射。而陷光结构的表面缺陷、杂质、表面物理化学状态和硅/氧化物界面层特性都影响载流子复合和输运，但目前很少有这方面的专门研究。鉴于此本项目旨在：1)制备黑硅陷光结构（如纳米线等）和Si/氧化物界面层；2)探明陷光结构和硅/氧化物界面层特性与载流子复合、输运及催化活性之间的关系。从而获得兼具高效吸光特性和低载流子复合速率的光催化电极，且其分解水制氢效率高于10%。并发表学术论文5篇以上。项目研究成果对推动新型"绿色"制氢方式和能源转换器件的研究具有重要的理论实践指导意义。

中文关键词： 硅；低维纳米材料；陷光结构；载流子复合及疏运；光催化

英文摘要： Silicon is an earth-abundant semiconductor that dominates the world photovoltaic industry and is an equally promising material for the Photoelectrochemical (PEC) production of H2 at Si/electrolyte interfaces. Si has a band gap well-matched to the solar sp

英文关键词： Silicon；Low-dimensional nanomaterials；Light-trapping structures；Recombination and transportation of charge carrier；Photocatalysis