近年來,化石能源的過度使用和由此帶來的環(huán)境問題日趨嚴(yán)重。太陽能驅(qū)動的光電化學(xué)(PEC)分解水被廣泛認(rèn)為是最具潛力的解決途徑之一。PEC分解水包括光陽極上的析氧反應(yīng)(OER)和光陰極上的析氫反應(yīng)(HER)兩個半反應(yīng)。其中,析氧反應(yīng)由于涉及復(fù)雜的四電子過程,反應(yīng)動力學(xué)緩慢,成為影響PEC分解水性能的關(guān)鍵所在。在目前廣泛研究的半導(dǎo)體光陽極材料中,硅(Si)具有儲量豐富、合適的能帶結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的載流子傳輸?shù)葍?yōu)勢,受到眾多研究者的關(guān)注。目前,Si作為光陽極用于PEC分解水,仍然存在易被腐蝕、表面析氧反應(yīng)動力學(xué)緩慢以及總體效率低等問題。本論文在Si表面制備Ni/NiOx保護(hù)層的基礎(chǔ)上,電沉積納米多孔NiFe氧硫化物,通過OER反應(yīng)脫硫,但繼承了納米多孔表面微結(jié)構(gòu),得到多孔NiFe氫氧化物OER催化劑,從而獲得了高效且穩(wěn)定的Si光陽極。具體研究內(nèi)容及結(jié)果如下:首先,通過電子束熱蒸發(fā)的方法在n+pp+-Si片的p+側(cè)沉積10nm厚的Ni薄層保護(hù)層,使Si免受腐蝕。Ni表面在溶液中被活化后,表面氧化形成NiOx。Ni/NiOx的作用一是保護(hù)Si表面,二是連接Si基底與催化劑,促進(jìn)空穴向催化劑轉(zhuǎn)移。隨后在其表...

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１三種ＰＥＣ電解池：（ａ）?ｎ型半導(dǎo)體光陽極，（ｂ）?ｐ型半導(dǎo)體光陰極，??

??ＢＧ．?ＣＺＺＺ３?Ｂ．Ｇ．?Ｃ?１?ＢＧ?Ｃ＝Ｊ?ｒ—＾??Ｃｈｖ?〇２、?ｈｖ?Ｂ?Ｇ－????ｙ?ｈ２〇＾ｌｊ?Ｈ〇＾ｉｖｉ??ｎ－ｔｙｐｅ?Ｃｏｕｎｔｅｒ?ＰｈｔｙＰ０?Ｃｏｕｎｔｅｒ?Ｐ￣＊ＹＰ？?ｎ－ｔｙｐｅ??ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ?ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ?ｓｅ....

圖１－２?ｐＨ?＝?０時，各種半導(dǎo)體的水分解電位以及能帶位置「Ｉ

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圖１－３幾種已報道的Ｓｉ光陽極的能量轉(zhuǎn)換效率對比

第一章?基于ＮｉＦｅ非貴金屬催化劑的光解水Ｓｉ光陽極研宄??近年來，隨著研宄人員的不懈努力，通過對以下幾個方面不斷的完善與改進(jìn)，Ｓｉ??光陽極的效率得到了顯著的提升：??（１）在硅表面構(gòu)建微納結(jié)構(gòu)，或鍍氮化硅等減反膜。對于Ｓｉ這樣的半導(dǎo)體材料，??形貌結(jié)構(gòu)對其性能有較大影響。在平....

圖１－５由ＮｉＦｅ二硒化物轉(zhuǎn)化得到的ＮｉＦｅ氧化物催化劑的Ｉ＇?（ａ）極化曲線；??（ｂ）各元素的ＥＤＳ譜圖；（ｃ）髙分辨率ＸＰＳ譜圖

ＥＲ催化活性后??發(fā)現(xiàn)ＮｉＦｅ氫氧化物具有最優(yōu)的ＯＥＲ性能［４６］。Ｙａｎｇ等人通過簡單的電沉積方法，制??備了超薄ＮｉＦｅ層狀雙金屬氫氧化物納米片，結(jié)果展現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性、很低的過??電位以及更好的穩(wěn)定性［４７］。??最近的研宄表明，此類氫氧化物可以由金屬磷化物、硫化物或硒化....

本文編號：4044607