WO_(3)_PDA光电极的制备及光电性能的研究

基于半导体的光电化学(PEC)水分解技术,利用可再生能源制氢,能够实现氢能全产业链的绿色无碳化,是极具潜力的氢能发展路径之一。氧化钨(WO3)作为一种可见光响应的n型半导体,是PEC水分解制氢最有前途的材料之一。然而,可见光利用率低以及光生载流子复合率高等问题严重影响着WO3光电极的实际应用。将有机半导体聚多巴胺(PDA)与无机半导体WO3结合,成功构筑了WO3/PDA复合电极,其光电流密度在1.23 V vs.RHE偏压下达到0.67 mA/cm2,是单一WO3光电极(0.30 mA/cm21.23 V vs.RHE)的2.23倍。研究表明,在WO3/PDA复合电极中,有机组分PDA展现出了优异的可见光吸收能力,无机组分WO3提供了高载流子迁移率和快速的电荷传输通道,同时WO3与PDA之间形成的异质结显著提高了载流子的分离效率,从而实现了载流子的有效分离与传输,因此光电催化性能得到了显著的提升。提出了一种通过构筑有机-无机复合结构来增强光电极光电性能的新策略。