新型陽極析氧催化劑耦合半導(dǎo)體Si的光解水性能研究.pdf

1、太陽能具有分布廣泛、儲量多、清潔無污染等優(yōu)點，是一種能很好滿足人類能源需求的可再生能源，而氫能是一種無污染、易儲存且燃燒熱值高的二次能源，因此將太陽能轉(zhuǎn)化為氫能成為了一種很有前景的高效利用能源的一種途徑。
　　硅儲量十分豐富、硅光伏電池太陽能轉(zhuǎn)換效率不斷提高、生產(chǎn)成本不斷下降，都促使太陽能光伏發(fā)電在能源、環(huán)境和人類社會未來發(fā)展中占據(jù)重要地位。光伏電池技術(shù)與電解水技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)光伏發(fā)電和光解水制氫兩個綠色能源生產(chǎn)方式的結(jié)合，光伏發(fā)

2、電的同時制氫、儲氫，氫燃料再用于補充黑夜和陰天的發(fā)電需要，為太陽能的利用提供了新的路徑。
　　本文將Si光伏電池與陽極析氧催化劑(OEC)相結(jié)合在近中性的環(huán)境下光解水制氫氣。采用原位制備的方法，分別在Si光伏材料上電沉積形成了Co-Bi，Ag-Bi和Ag-Ci陽極析氧催化劑，有效抑制Si光伏半導(dǎo)體光生電荷復(fù)合，實現(xiàn)了在近中性環(huán)境，模擬太陽光照射下水分解制氫氣。采用XRD，SEM，EDS，XPS等表征手段分析光電陽極的組成及形貌，并

3、使用多種光電化學(xué)測試手段對光電陽極的光催化性能以及穩(wěn)定性進行分析。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)采用了原位電解沉積的方法，以硅光伏電池(3jun-a-Si)作為基體，常溫常壓下在包含Co2+和K2B4O7(pH=9.2)的電解質(zhì)溶液中原位制備了Co-Bi析氧催化劑(Co-OEC)，該催化劑是一層在3jun-a-Si基體表面ITO上小球狀的無定形物質(zhì)，能夠在溫和條件下光催化分解水制氫氣，并具有較高的活性和穩(wěn)定性。在模擬太陽光照下，產(chǎn)

4、氧速率為128μmol/h。
　　(2)常溫常壓下，采用原位電解沉積的方法，以硅光伏電池(3jun-a-Si)作為基體，在包含Ag+和K2B4O7+KOH(pH=10)的電解液中原位制備了Ag-Bi析氧催化劑(Ag-OEC)，該催化劑是由AgO和Ag2O組成，表面粗糙，呈菜花狀，能夠的溫和條件下光催化分解水，并具有較好的穩(wěn)定性以及活性。在模擬太陽光照下，產(chǎn)氧速率為35.44μmol/h。
　　(3)常溫常壓下，采用原位電解沉