声明
第1章文献综述
1.1 引言
1.2 光电催化（PEC）分解水制氢
1.2.1 基本工作原理
1.2.2 电极材料基本要求
1.2.3 电极材料类型
1.3 硅基光电阴极的性质及研究进展
1.3.1 单晶硅材料性质
1.3.2 单晶硅表面光吸收的促进
1.3.3 单晶硅光生电压的提升
1.3.4 单晶硅界面能调控
1.3.5 单晶硅电极稳定性的提高
1.3.6 单晶硅电极表面产氢反应的促进
1.4 全解水串联电池设计及研究进展
1.4.1 全解水串联电池设计原则
1.4.2 单晶硅光阴极串联电池
1.5 本论文的选题意义及工作设想
1.5.1 选题意义
1.5.2 工作设想
第2章实验方法
2.1 实验试剂及仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 基本表征方法
2.2.1 场发射扫描电子显微镜（Field emission scanning electron
2.2.2 X 射线衍射仪（X-ray diffractometer, XRD）
2.2.3 紫外可见分光光度计（UV-visible spectrophotometer, UV-vis）
2.2.4 光致发光光谱（Photoluminescence, PL）
2.2.5 椭偏仪（Ellipsometer, ES）
2.2.6 X 射线射线光电子能谱（XPS）
2.3 光电阴极性能表征
2.3.1 光电流密度-电压曲线（J-V curve）
2.3.2 光电流密度-时间曲线（J-t curve）
2.3.3 外加偏压的光-电转化效率（Applied bias photo-to-current
2.3.4 入射光子-电子转化效率（Incident photo-to-electron conversion
2.3.5 电化学阻抗谱（Electrochemical impedance spectroscopy, EIS）
第3章金字塔硅基光阴极表面均匀pn结的研究
3.1 引言
3.1.1 单晶硅表面织构
3.1.2 单晶硅表面重掺杂
3.1.3 无偏压全解水
3.2 均匀同质结硅光阴极的制备
3.2.1 金字塔硅的蚀刻
3.2.2 硅片的清洗
3.2.3 pn+Si 的制备
3.2.4 原子层沉积制备保护层
3.2.5 电极封装
3.2.6 铂助催化剂的负载
3.3 结果与讨论
3.3.1 掺杂剂在金字塔硅表面分布的表面形貌
3.3.2 掺杂剂在基底表面分布的元素分布
3.3.3 单晶硅光阴极的紫外-可见光反射性质
3.3.4 pn+Si 光阴极檬型图
3.3.5 pn+Si 光阴极的光电性质
3.3.6 pn+Si 光阴极的ABPE
3.3.7 pn+Si 光阴极的IPCE 性质
3.3.8 pn+Si 光阴极的开路电压（Voc）
3.3.9 pn+Si 光阴极的PL 光谱谱图
3.3.10 pn+Si 光阴极光辅助沉积Pt的表面形貌
3.3.11 pn+Si/TiO2/Pt光阴极稳定性
3.3.12 pn+Si光阴极与BiVO4光阳极串联无偏压全解水
3.4 同质节均匀性对光电阴极性能的影响机理分析
3.5 本章小结
第4章 Ti/Pt界面促进硅基光阴极全pH分解水制氢的研究
4.1 引言
4.2 制备
4.2.1 金字塔pn+Si 基底的制备
4.2.2 原子层沉积保护层
4.2.3 磁控溅射沉积金属Ti、Pt
4.2.4 电极封装
4.3 结果与讨论
4.3.1 pn+Si/Ti/Pt 光电极的元素分布
4.3.2 pn+Si/TiO2/Ti/Pt光电极在广泛pH 下的光电性质及三维结构图
4.3.3 pn+Si/TiO2/Ti/Pt光电极在广泛pH 下的ABPE
4.3.4 n+Si/TiO2/Ti(thickness=x)/Pt 电极的J-V 性质
4.3.5 n+Si/TiO2/Ti(thickness=x)/Pt 电极的EIS 性质
4.3.6 pn+Si/TiO2/Ti/Pt 光电极的XPS 谱图
4.3.7 pn+Si/TiO2/Ti/Pt(sputter/PED)光电极的光电性质
4.3.8 pn+Si/TiO2/Ti/Pt光阴极稳定性
4.4 Ti/Pt 界面在广泛pH 电解质溶液下促进产氢反应的机理
4.5 本章小结
第5章结论与展望
5.1 结论
5.2 本论文创新点
5.3 展望
参考文献
发表论文和参加科研惰况说明
致谢
天津大学;
