研究利用等离子体处理法来改进Sb2Se3薄膜 以促进太阳能制氢盖世汽车讯 基于Sb2Se3的半导体薄膜是一种富有前景的选项,可用作由太阳能驱动的水分解制氢的光电阴极。然而,Sb2Se3的表面极其疏水,使其光电化学(PEC)性能受到很大影响。
据外媒报道,为了解决这个问题,巴西功能材料开发中心(CDMF)和新能源创新中心(CINE)开发出新的等离子体处理方法,以用于处理三硒化二锑(Sb2Se3)薄膜,从而促进光驱动水分解制氢。该方法使Sb2Se3表面具有亲水性,即被水分子吸引并容易被水溶解,而不是疏水(被水排斥)。这项研究的论文发表在化工期刊《Chemical Engineering Journal》上。
在实验过程中,研究人员使用氮气和环境空气等离子体来增强材料的可润湿性(即由于分子间相互作用而保持与固体表面接触的能力),从而提高其在析氢反应中的光电活性。这可能成为改善半导体润湿性的新策略。此外,等离子体处理还可以提高电催化剂析氢反应(HER)中电催化剂的电催化活性。
光电化学(PEC)分析表明,经等离子体处理Sb2S3薄膜的jph值比未处理的膜增加了24倍,这是受益于膜的可润湿性增强。而可润湿性增强要归因于膜表面的化学修饰(chemical modification),即通过N2等离子体处理在膜表面形成S−N极性基团。
除了考虑新的表面修饰策略,采用等离子体处理法还具有优于其他技术的巨大优势,例如易于处理、易于重建6T SPORTS,以及能够同时处理多个样品。因此,它可用于改善其他半导体薄膜的可润湿性,并增强水介质中的PEC活性。
总体而言,利用太阳能制氢具有重要意义,因为氢气是为车辆等供电的有力选项。对Sb2Se3半导体薄膜进行等离子体处理已被证明是有效的替代方法,可以明显提高这些薄膜的PEC性能,有利于水分解制氢。