1、光电化学电池Photoelectrochemistry Cell光电化学电池(PEC)Reporter:wisuneDate:2014.08.271 光电化学电池的感性认识图 1 染料敏化电池图2 光电解电池图3 光催化电池2 光电化学电池的分类开发利用太阳能,是人类在今后几个世纪无法回避的历史使命.为了开发廉价高效的新材料用于PEC电池,we need know more.3 半导体-电解液结电子附在半导体-电解液的界面处,以维持材料的电中性。4 如何选择电解质半导体-电解液界面的接触电势,is equal to Ef-Ef,redox.那么我们能做出接触电势等于半导体带隙的PEC电池吗?答
2、案:最大的接触电势只能是半导体带隙的一半,因此对于给定的半导体材料,最合适的电解质应该满足:Ef,redox Ef,intrinsic.5 如何把氧化还原电势与半导体的费米能级做比较在固体物理中,真空中电子的能量规定为0 eV,作为其他电子能量的基准;固体中电子的能量都小于之,因此能量都为负值;在电化学中,选取标准氢电极(NHE)的电极电势作为比较的基准,0 V;其他氧化还原对与之组成原电池,所测得的电池电压即为该氧化还原对的电极电势;如何把二者联系起来呢?Ef,redox=-4.5 eV-eoEredox6 半导体-电解液结区电容 1/Ctotal=1/Cdiff+1/CSC+1/CH+1/CGCtotal CSC7 光照下的半导体-电解液结由于半导体-电解液结与半导体-金属结类似,可以利用金半结的相关理论(Gartners model)来处理半导体-电解液结。结果如下:Io,光通量;,吸收系数;w,耗尽区宽度;Lmin,扩散区宽度。8 对电极的选择对电极应该具有很好的导电性,经济,在电解液中要稳定,最关键的是其表面的电极反应要可重复且速率快。常用的对电极:铂、金;石墨棒,玻璃碳。