p-Si/n-CdS核壳纳米线

过电位大降0.93 V

一种用于光电化学分解水的高质量Si基异质结，通过CdS壳层显著提升载流子分离与传输效率。

吴绍龙 · Li, Liujing · 秦琳玲 · Zhou, Zhongyuan

International Journal of Hydrogen Energy 2024

具体参数

过电位降低

{'zh': '0.93', 'en': '0.93'} V

饱和光电流密度提升

{'zh': '4.4', 'en': '4.4'} mA cm⁻²

技术优势

过电位大幅降低

CdS壳层与p-Si形成II型异质结，有效促进光生电子转移至电极表面参与析氢反应，从而在10 mA cm⁻²下将过电位降低0.93 V。

光电流密度显著提升

CdS壳层不仅增强了光吸收，还钝化了Si表面缺陷，使得饱和光电流密度增加4.4 mA cm⁻²。

载流子分离效率高

CdS壳层的引入极大地促进了光生载流子的分离和传输，减少了体相复合损失。

应用场景

• 光电化学水分解：直接利用太阳光驱动水分解产氢，替代昂贵的外加偏压或两步法系统。
• 析氢：作为高效光阴极，在低过电位下实现高析氢电流，提升太阳能-氢能转换效率。