以提高光电转换效率为前提,探索新材料、新机理是目前光电化学电池光电极的研究重点。无机铁电薄膜结构性能稳定,具有自发极化,其有序排列引起的退极化场贯穿整个薄膜;它与一些电极接触形成较强的势垒电场。本项目在电极/铁电薄膜/电极光电转换特性的研究工作基础上,以PZT薄膜为例,抓住三个要素电极/膜界面势垒、铁电退极化场、膜/电解液界面金属纳米催化剂,以提高光电转换和光解水效率为出发点,探索以ITO玻璃为基底的铁电薄膜光阴极光电化学和光解水特性,为具有高光电转换效率和高稳定性光电极的研究拓展新的材料体系和实验依据。本项目的主要特点是利用电极/膜的接触势垒内建电场及自发极化引起的退极化场组成的内建电场来分离光生电子和空穴,而不是传统的膜/电解液界面势垒,此界面势垒由膜表面沉积的金属纳米催化剂来调控。这一研究思路对光电极的研究来说是一个新的尝试。
英文主题词photoelectrochemical water splitting;photocathode;PZT;Si;