补充资料：光电化学电池材料

光电化学电池材料
materials for photoelectro chemical cells

光电化学电池材料materials for曲otoelectrochemical ceUs在光照射下产生光吸收，通过光电化学反应实现能量转换的一种光电转换电池材料。由阳极、阴极电极材料和电解质溶液组成。N型半导体作光阳极材料，P型半导体作光阴极材料。当光吸收发生在电极上，太阳能可直接转换成电能的称光电化学伏打电池。当光吸收发生在电解液中，太阳能转换成化学能贮存的称光伽伐尼电池。电极材料、电解液、电池设计是光电化学电池实用化的关键。它的主要功能是太阳能的转换和贮存。 发展简况1839年的研究即表明光电效应与在金属电极表面上生成的半导体膜有关。1972年用N型TIOZ为光阳极，首先实现了光电化学分解水制氢，但光能转变效率仅1%。70年代后，研究以N族、11一砚族、m一V族半导体单晶和多晶作光电极材料，并制备出了太阳能光电化学电池。目前，世界上效率最高的光电化学电池是以N型GaAs材料为光阳极，以1 .0mol/L KoH和1 .0 mol/L seZ一0 .01 molzL se;一为电解液，在用Osa十修饰后，其光电转换效率可达15%。光电化学电池在太阳能利用中有实际应用前景，特别是在光照强度高和能源缺乏地区具有较高的经济价值。寻找合适的半导体材料以提高电池的光电转换效率，同时选择合适的电解液或对电极进行修饰以改善电极的稳定性，是光电化学电池材料的发展方向。 材料要求光电化学电池对半导体电极材料的要求是:①半导体材料禁带宽度在1.0一1.seV;②具有良好光吸收性能的直接带隙;③掺杂浓度满足能形成良好的半导体空间电荷层，有利于光生载流子的有效分离;④电极的平带电势与电解液中氧化还原偶电势的差值要大，以保证光生少子有效地参加光能转换的界面电化学反应;⑤电极材料在电解液中有良好的稳定性。通常在电解液中加入易与光生少子反应的氧化还原偶，以抑制电极的光分解，如添加多硫属化合物离子使半导体的光腐蚀减少。也可用覆盖宽禁带半导体、导电聚合物和金属来修饰电极。光电极材料光电极材料分为以下两种。 ①光阳极材料:可作为光阳极的材料较多，有N型11一yI族单晶CdTe、Cdse、CdS及多晶Cdseo.。。Teo.3s、Cdse和CdS等;N型111一V族GaAs单晶及多晶;过渡元素的N型硫族化合物，如’MoS2，MoseZ和MoTeZ等;金属氧化物TIOZ、SrTIO3、WO3和FeZO3等。TIOZ也是光催化合成的良好材料。 ②光阴极材料:可作为光阴极的材料较少，主要有P型GaP、WSeZ和以RhZO3为基的钙钦矿等。 几种不同光电极材料制成的光电化学伏打电池的转换效率见表。

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