李嚴波教授團隊在Nature Communications發表新研究成果發表時間：2022-02-18 10:11
主要內容 界面修飾工程不僅可以提高器件的光電轉換效率，還可以提高器件的穩定性。文中對Ta3N5薄膜光陽極的Ta3N5/電解液界面和Ta3N5/背電極界面同時進行界面修飾，大幅提高光電轉換效率，同時實現了較長時間的穩定光電催化。本文使用“一步高溫氮化法”，將電子束蒸發和原子層沉積兩種方法相結合，制備了“三明治結構”的薄膜光陽極In：GaN/Ta3N5/Mg：GaN。
In:GaN/TTa3N5/Mg:GaN薄膜光陽極的制備流程示意圖 本文通過PL測試表明，Mg：GaN和In：GaN層可以起到表面鈍化作用，降低Ta3N5薄膜中的缺陷濃度。本文通過電化學測試表明，這種界面修飾方法減少了由于表面態缺陷引起的費米能級釘扎作用，降低了光陽極器件的起始電位。將這種高效的界面修飾方法與NiCoFe-Bi產氧助催化劑相結合，In：GaN/Ta3N5/Mg：GaN薄膜光陽極光電轉換效率達3.46%！
In:GaN和Mg:GaN層在In:GaN/Ta3N5/Mg:GaN薄膜中的作用
文中提到使用太陽光模擬器（SAN-EI ELECTRIC，XES-40S3-TT）模擬陽光，強度校準為 100 mW cm-2 (AM1.5 G) ，既用于樣品長時間沉積，又用于PEC測試。
XES-40S3-TT光催化太陽光模擬器 技術參數： 氙燈功率：150W 有效照射面積：40mm*40mm 光譜不匹配性：＜±25% AM1.5G ** 光強不穩定性：＜1% ** 光強不均勻性：＜2% ** 氙燈壽命：2000小時 快門控制器：Twin time全自動控制 文獻信息：Interface engineering of Ta3N5 thin film photoanode for highly efficient photoelectrochemical water splitting Jie Fu, Zeyu Fan, Mamiko Nakabayashi, Huanxin Ju, Nadiia Pastukhova1, Yequan Xiao, Chao Feng, Naoya Shibata, Kazunari Domen & Yanbo Li 文獻鏈接： https://www.nature.com/articles/s41467-022-28415-4 文中提到的：XES-40S3-TT 太陽光模擬器 |
