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探索优化光电极中载流子传输的策略

发布时间:2018-05-09 00:13

  本文选题:光电极 + 太阳能 ; 参考:《中国材料进展》2017年01期


【摘要】:将太阳能转化成氢能来发展氢能源经济是人类社会可持续发展的必由之路。光电化学分解水制氢是太阳能-氢能转换中具有重要应用前景的技术。经过近50年的发展,光电化学分解水制氢技术遇到了瓶颈,主要是缺乏高效稳定的光电极。近年来,通过沉积TiO x保护层的策略,部分光电极的稳定性得到了显著提升,因此,提高光电极的太阳能-氢能转换效率成为一项愈加重要的任务。其中,改善光电极载流子传输能够有效地提高太阳能-氢能转换效率。着重讨论了几种改善光电极中载流子传输的策略:制备有利于载流子扩散和迁移的纳米结构;通过掺杂提高材料的导电性;通过制备工艺的优化减少阻碍载流子传输的缺陷;构建半导体结;使用与材料多子输运匹配的导电衬底或引入少子阻隔层等。
[Abstract]:Converting solar energy into hydrogen energy to develop hydrogen energy economy is the only way to sustainable development of human society. Photochemical decomposition of water to produce hydrogen is a promising technology in solar-hydrogen conversion. After nearly 50 years of development, photochemical decomposition of water hydrogen production technology encountered a bottleneck, mainly due to the lack of efficient and stable photoelectrode. In recent years, the stability of some photoelectrodes has been greatly improved by the strategy of depositing TiO x protective layer. Therefore, it is increasingly important to improve the conversion efficiency of solar energy to hydrogen energy of photoelectrode. Among them, the efficiency of solar-hydrogen energy conversion can be improved effectively by improving the photopolar carrier transmission. Several strategies to improve carrier transport in photoelectrode are discussed in detail: preparation of nanostructures that are favorable to carrier diffusion and migration, improvement of conductivity by doping, reduction of defects that hinder carrier transport through optimization of preparation process; Fabrication of semiconductor junctions; use of conductive substrates that match multicarrier transport of materials or introduction of minority barrier layers, etc.
【作者单位】: 南京大学现代工程与应用科学学院;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(21473090) 科技部“973”计划项目(2013CB632404)
【分类号】:TN304

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本文编号:1863705

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