大连化物所李灿院士JACS:氧化物-Si界面调控改善光电极性能
纳米技术 纳米 2022-09-19

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发展高性能Schottky Si光电极的关键问题是通过降低缺陷位点浓度的方式尽量减小提取电荷过程的损失,这需要人们弄清界面特点和光转化之间的关系。

有鉴于此,中科院大连化物所李灿、姚婷婷等报道以n-Si/MOx/Ni结构作为模型,研究不同特点的异质结构界面对电荷传输性能的影响、对光电/光电化学性能的影响。

本文要点:

(1)

当修饰一层超薄AlOx层能够消除n-Si/Ni界面钉扎,显著提高光电转换;但是在n-Si导带下方0.59 eV处产生供体深缺陷,其能够通过反向偏置电压实现离子化,这种作用导致光生电荷的10 %发生复合。通过AlOx和薄层Au之间配合消除这种深缺陷。AlOx/Au双中间层能够消除基本上所有的缺陷,导致半导体Si的电荷产生的电场效应最大化,用于催化表界面的光化学反应。

(2)

构建的n-Si/SiOx/AlOx/Au/Ni/NiFeOx光阳极的填充因子达到0.75的创记录值,在偏压条件进行水氧化的光电转换效率达到3.71 %,这项研究工作说明界面电子结构在太阳能光电转换领域的重要性。

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参考文献

Jiangping Ma, Haibo Chi, Aoqi Wang, Pengpeng Wang, Huanwang Jing, Tingting Yao*, and Can Li*, Identifying and Removing the Interfacial States in Metal-Oxide–Semiconductor Schottky Si Photoanodes for the Highest Fill Factor, J. Am. Chem. Soc. 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c06748

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c06748


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