光电催化材料在太阳能分解水方面的应用研究进展  

Recent Progress on Photoelectrocatalytic Materials for Solar Water Splitting

作　　者：朱凯健 刘杰[1] 刘一霖 王婷[1] 罗文俊[1] 黄维[1] ZHU Kaijian;LIU Jie;LIU Yilin;WANG Ting;LUO Wenjun;HUANG Wei(Key Laboratory of Flexible Electronics (KLOFE) of Jiangsu Province, Institute of Advanced Materials (IAM), Jiangsu National Synergetic Innovation Center for Advanced Materials (SICAM),Nanjing Tech University, Nanjing 211816, China)

机构地区：[1]南京工业大学先进材料研究院江苏省柔性电子重点实验室江苏先进生物与化学制造协同创新中心,江苏南京211816

出　　处：《中国材料进展》2019年第2期98-105,共8页Materials China

基　　金：国家重点研发计划政府间国际科技创新合作重点专项(2017YFE0120700);国家自然科学基金面上项目(21875105)

摘　　要：光电化学太阳能分解水制氢,能够直接将太阳能捕获、转化、存储为化学能,是有效应对目前能源与环境问题的方法。在光电化学分解水中,半导体光电极的性能决定了太阳能转化效率。但是对于半导体光电极,由于存在光生载流子的复合和传输距离短等问题,限制了光电化学性能。因此,主要结合作者课题组和国内外其他研究组的研究,以氧化铁、氮化钽等半导体材料为例,从电极的形貌调控、离子掺杂以及其表面的钝化层和过渡金属电催化剂改性等方面,综述了提高光电极性能的方法。Photoelectrochemical (PEC) water splitting can directly capture, convert and store the solar energy into chemical energy.The solar conversion efficiency of PEC water splitting is depended on the performance of a photoelectrode.However, severe recombination and short transfer distance of photo-generated carriers in a semiconductor photoelectrode limit its conversion efficiency.In this review, we focus on introducing some methods to improve the performance of a photoelectrode, according to some recent research in our group and others'.We use the iron oxide and tantalum nitride photoelectrodes as examples to illustrate the effects of morphology control, ion doping and surface treatment on the performance of a photoelectrode.

关 键 词：光电化学分解水 形貌调控 离子掺杂 表面改性 

分 类 号：TQ116.2[化学工程—无机化工]