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PG电子APP科学家发现Cu2O光电极中沿[111]取向的高载流子迁移率—小柯机器人—科学网发布日期:2025-01-14 19:31:46 浏览次数:

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PG电子APP科学家发现Cu2O光电极中沿[111]取向的高载流子迁移率—小柯机器人—科学网

  近日,英国剑桥大学的Samuel D. Stranks及其研究小组与瑞士洛桑联邦理工学院的Michael Grtzel以及瑞典乌普萨拉大学的Anders Hagfeldt等人合作并取得一项新进展。经过不懈努力,他们发现CuO光电极中沿[111]取向的高载流子迁移率。相关研究成果已于2024年4月24日在国际权威学术期刊《自然》上发表。

  本文通过对单晶Cu2O薄膜中载流子复合和输运的新概念理解,展示了Cu2O光电阴极的性能。研究人员利用环境液相外延,成功开发出一种生长具有三个晶体取向的单晶Cu2O样品的新方法。宽带飞秒瞬态反射光谱测量用于量化各向异性光电特性,通过该测量,研究人员发现载流子沿[111]方向的迁移率比沿其他方向的迁移率高一个数量级。在这些发现的推动下,研究人员开发了一种多晶Cu2O光电阴极,该阴极具备高度纯净的(111)取向和(111)端面。

  这一创新技术不仅操作简单、成本低廉,而且在0.5V电压下能提供高达7mAcm-2的电流密度,与最先进的电沉积器件相比,性能提升了70%以上。更重要的是,在空气质量1.5G的照明条件下,与可逆氢电极相比,该光电阴极能稳定运行至少120小时。

  据悉,太阳能燃料提供了一种很有前途的方法,旨在通过利用阳光来提供可持续的燃料。经过十年的发展,Cu2O光电阴极能够提供与现有光伏材料的光电电极相当的性能。然而,大量的载流子复合仍然限制了性能的进一步提升。

  Nature:《自然》,创刊于1869年。隶属于施普林格自然出版集团,最新IF:69.504