GaN薄膜光電極の水分解反応中その場フォトルミネッセンス

摘要

太陽エネルギーの利用拡大には空間的・時間的に大規模にシフト可能な燃料への変換が必要であり、光電気化学反応による水分解は太陽エネルギーを直接的に水素に変換する手法として注目されている。光電気化学反応においては半導体材料からなる光電極が用いられるが、n 型半導体を用いた場合には光アノードとして動作する。水分解反応に適用した場合、半導体中に光励起された電子正孔対のうち、電子が対極にまわり水を還元して水素を、正孔は光アノード表面に移動して水を酸化、酸素を生成する。一方、一般に半導体材料中および表面には多数のトラップ準位が存在し、光励起キャリアの振る舞いに大きく影響する。