非晶碳包覆碳化硅纳米阵列光阳极

光解水效率2.67%

用非晶碳纳米层作为空穴存储层，光生载流子分离更高效，突破碳化硅光阳极性能上限。

Xu, Shang · 蒋福林 · Lu, Xianlu · Ma, Yu · 傅定发 · 杨为佑 · 张辉 · 高凤梅 · 陈善亮

Carbon 2023

参数信息

太阳能到氢能转换效率

2.67 %

起始电位

-0.049 V

光电流密度

5.0 mA/cm²

技术优势

载流子分离更高效

非晶碳纳米层作为空穴存储层，有效驱动光生载流子分离，从而提升水分解性能。

起始电位极低

起始电位仅为−0.049 V (vs. RHE)，远低于本征SiC和其他SiC纳米结构。

光电流密度高

在1.23 V (vs. RHE)下光电流密度达5.0 mA/cm²，优于本征SiC和多数已报道SiC纳米结构。

应用场景

• 人工光合作用：该光阳极可用于人工光合作用系统，实现高效太阳能到化学能转换。
• 光电化学水分解：低起始电位和高光电流使其适合高效光电化学水分解。
• 太阳能制氢：2.67%的太阳能到氢能效率支持直接太阳能制氢。