使用 Cu2O 的光电化学 (PEC) 电池,通过保护层钝化的半导体光吸收剂,由于沿导带传输的能带厚度,在高光电流和稳定性之间表现出平衡。
有鉴于此,成均馆大学Hyung Koun Cho等人,基于在电阻变化存储器件中具有非挥发性类金属电流特性的纳米丝,提出了一种先进的导电丝输运机制,以实现有力和健壮的PEC操作。
本文要点
1)当电流在≈2 V (vs RHE)下快速增加时,有效地发生了类似击穿的电化学形成行为。灯丝的基本特性,如直径、密度和电导率,是通过改变人工顺应电流来控制的。
2)这一过程不需要任何顶部电极来阻碍光的收集和向电解质注入光电荷,也不需要逐点扫描的单个形成过程,并提供均匀和密集分布的电化学形成位点。
3)此外,一些诱导光电流降解的光腐蚀位点被优先光电沉积的辅助催化剂钝化。从电化学灯丝形成过程和灯丝上的选择性 Pt 光电极沉积来看,Cu2O/AZO/TiO2 光电阴极表现出前所未有的 ≈11.9 mA cm-2 光电流密度和 0.73 V 的开路电位,并能在100 h以上产生高效的析氢和析氧,即使 TiO2 钝化膜的厚度超过 100 nm。
参考文献:
Dong Su Kim et al. Toward Simultaneous Achievement of Outstanding Durability and Photoelectrochemical Reaction in Cu2O Photocathodes via Electrochemically Designed Resistive Switching. Advanced Energy Materials, 2021.
DOI: 10.1002/aenm.202101905
https://doi.org/10.1002/aenm.202101905