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    材料學院楊偉光老師的最新研究成果發表在著名期刊Nano Letters上
    發布日期: 2015/10/29  投稿: 關艷芳    部門: 材料科學與工程學院   瀏覽次數:    返回

    　　太陽能電解水製氫是太陽能轉換技術中一種非常重要且具有巨大應用前景的技術。為了獲得穩定且高效的光-氫轉換（Solar-to-Hydrogen）性能，光電化學（photoelectrochemical, PEC）電極需要具有以下特征👃🏼：有效的寬帶光吸收，快速的電荷分離以及優異的穩定性🎅🏽。小禁帶半導體化合物如Si和III-IV族化合物雖然具有高效光吸收和電荷分離性能，但是表面腐蝕和鈍化卻影響了它們的穩定性。N型半導體材料（如TiO2、Fe2O3🗒、BiVO4、WO3等）由於具有好的化學穩定性，常被認為是最合適的光陽極材料👨🏿‍🎤。由於它們具有寬的禁帶寬帶和高的載流子捕獲中心密度🚲，這些因素限製了它們的光吸收效率和電荷分離效率🗻。目前有兩種方法用於提高光陽極材料中的電子-空穴對的分離效率：降低其晶體尺寸到其空穴擴散尺度；通過形貌和晶體學控製提高其載流子傳輸能力。然而，這兩種方法均不同程度地受到它們的合成過程限製🔧。
    　　不同於以上兩種提高光陽極材料的電荷分離方法，材料學院電子信息材料系楊偉光副研究員與美國威斯康星大學麥迪遜分校王旭東教授合作將鐵電材料的自發極化性能用於分離N型半導體光電極材料中的電子-空穴對。設計並合成了TiO2-BaTiO3核殼結構的納米線陣列。與TiO2納米線陣列光陽極相比，該核殼結構材料將光電流密度提高了67%。通過材料結構學🚝、光學、電學等表征手段以及理論計算證實了BaTiO3材料的自發極化性能對TiO2納米線陣列材料中的光電子-空穴分離的貢獻。上述研究成果近日以“Ferroelectric Polarization-Enhanced Photoelectrochemical Water Splitting in TiO2-BaTiO3 Core-Shell Nanowire Photoanodes”為題以第一作者在線發表於國際材料頂級期刊Nano Letters（2014年影響因子為13.59）上。

    　　文章檢索鏈接如下🏋🏿🈂️： http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.5b03988
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