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关于开路电压的问题?

请教大家一个光电化学表征的问题,对于涂在FTO玻璃上制成的二氧化钛薄膜光电极,电解质是1M KNO3,用三电极体系(参比电极是Ag/AgCl,对电极Pt片)对其进行光电化学测试。紫外光照射下测试的开路电压(-0.7V)要比无光照下的开路电压(-0.01V)负很多。哪位朋友能对上述现象给出解释,谢谢。
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共5个回答
这个是对的呀。无光照下,IV曲线应该是过原点的,你说的-0.01V就相当于是原点了,所以这个是没问题的。在光照下,二氧化钛光电极能够将光能转化为电能,这个问题可以先从热力学上简单地理解,就是吸光后,光电极内 ... 感谢您的回帖。不过我不大同意您的解释,根据我最近看文献,其物理图像是不是这样的:光激发下产生电子空穴的分离(电子或空穴的能量有它们各自所在的能量状态决定)。由于锐钛矿二氧化钛是p型半导体,在电极/电解质界面处产生向上的能带弯曲,这个向上弯曲的能带结构利于空穴在界面出发生快速的转移,即发生氧化反应而消耗掉了。而开路状态下电子无法或难以向外传输,从而导致在电极内部积累,进而导致其费米面抬升。而费米面的抬升对应于电子的更负的电化学势,即更强的还原能力。此即为开路电压变得更负的原因。不知这样理解对不对,还请指正。另外,能否在qq上加为好友,方便互相学习。我的qq26951214.谢谢,
感谢您的回帖。不过我不大同意您的解释,根据我最近看文献,其物理图像是不是这样的:光激发下产生电子空穴的分离(电子或空穴的能量有它们各自所在的能量状态决定)。由于锐钛矿二氧化钛是p型半导体,在电极/电解 ... 恩,你这样的理解也是正确的。你这是从物理能级角度对这个事情的解释,看来你还是很清楚的呀。我的那种解释是单纯的从热力学第一定律角度的解释,这样子比较容易理解,PS:我以为你是初学者呢。两种解释其实都是可以的,就像标准电极电势是由热力学电化学理解的,而真空能级是从物理角度理解的,这两者是有对应关系的。你的理解是没有问题的。
您好,谢谢您的回复!看来您是精通半导体电化学的专家。我的研究背景是无机化学,由于研究的需要,现在在自学半导体物理方面的知识,可是犹如看天书,非常希望有一位向您这样的老师给些指点,不知能否告知qq号,希 ... 哈哈,其实我不是这方面的专家。我本来是做材料生长的,只是制备出来的材料想进行光电化学表征,就浅浅的学习了一点。我对自己的光电化学体系都还没整明白呢,做实验的恐惧感还没消失。我讲的这些观点主要内容也是我从一个老师那儿听来的。是我平时和他讨论的时候听他讲到的。不过要说的一点是,那个老师也不做光电化学的,他只是各方面基础知识积累到了一定程度,看问题都比较透彻而已。这是我辈努力的目标啊,共勉吧!
恩,你这样的理解也是正确的。你这是从物理能级角度对这个事情的解释,看来你还是很清楚的呀。我的那种解释是单纯的从热力学第一定律角度的解释,这样子比较容易理解,PS:我以为你是初学者呢。两种解释其实都是 ... 您好,谢谢您的回复!看来您是精通半导体电化学的专家。我的研究背景是无机化学,由于研究的需要,现在在自学半导体物理方面的知识,可是犹如看天书,非常希望有一位向您这样的老师给些指点,不知能否告知qq号,希望向您学习!谢谢
这个是对的呀。无光照下,IV曲线应该是过原点的,你说的-0.01V就相当于是原点了,所以这个是没问题的。在光照下,二氧化钛光电极能够将光能转化为电能,这个问题可以先从热力学上简单地理解,就是吸光后,光电极内的电子和空穴能量升高,更容易把电子和空穴给到溶液中发生化学反应。比如原来在0电位正一点可以发生氧化反应,现在由于空穴能量的提高,在-0.7V时就能发生反应,即虽然还有电极增加的-0.7v外电势的阻碍作用,但由于吸收了光的能量,空穴能量很高,仍然能克服这个抑制作用,越过能量势垒,使反应开始发生。所以这个0.7V就相当于反映了你的光电极的光电转换能力。
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