光电化学电池-课件

,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,光电化学电池,光电化学电池,1,Photoelectrochemistry Cell,光电化学电池（,PEC,）,Reporter:wisune,Date:2014.08.27,Photoelectrochemistry Cell光,2,1,光电化学电池的感性认识,图,1,染料敏化电池,1 光电化学电池的感性认识图 1 染料敏化电池,3,图,2,光电解电池,图2 光电解电池,4,图,3,光催化电池,图3 光催化电池,5,2,光电化学电池的分类,2 光电化学电池的分类,6,光电化学电池-课件,7,开发利用太阳能，是人类在今后几个世纪无法回避的历史使命,.,为了开发廉价高效的新材料用于,PEC,电池，,we need know,more.,开发利用太阳能，是人类在今后几个世纪无法回避的历史使命.,8,3,半导体,-,电解液结,电子附在半导体,-,电解液的界面处，以维持材料的电中性。,3 半导体-电解液结电子附在半导体-电解液的界面处，以维持材,9,4,如何选择电解质,半导体,-,电解液界面的接触电势，,is equal to E,f,-E,f,redox.,那么我们能做出接触电势等于半导体带隙的,PEC,电池吗？,答案：,最大的接触电势只能是半导体带隙的一半，因此对于给定的半导体材料，最合适的电解质应该满足：,E,f,redox,E,f,intrinsic.,4 如何选择电解质半导体-电解液界面的接触电势，is eq,10,5,如何把氧化还原电势与半导体的费米能级做比较,在固体物理中，真空中电子的能量规定为,0 eV,，作为其他电子能量的基准；固体中电子的能量都小于之，因此能量都为负值；,在电化学中，选取标准氢电极（,NHE,）的电极电势作为比较的基准，,0 V,；其他氧化还原对与之组成原电池，所测得的电池电压即为该氧化还原对的电极电势；,如何把二者联系起来呢？,E,f,redox,=-4.5 eV-e,o,E,redox,5 如何把氧化还原电势与半导体的费米能级做比较在固体物理中，,11,6,半导体,-,电解液结区电容,1/C,total,=1/C,diff,+1/C,SC,+1/C,H,+1/C,G,C,total,C,SC,6 半导体-电解液结区电容 1/Ctotal=1/Cdif,12,7,光照下的半导体,-,电解液结,由于半导体,-,电解液结与半导体,-,金属结类似，可以利用金半结的相关理论（,Gartners model,）来处理半导体,-,电解液结。,结果如下：,I,o,光通量；,，吸收系数；,w,耗尽区宽度；,L,min,扩散区宽度。,7 光照下的半导体-电解液结由于半导体-电解液结与半导体-金,13,8,对电极的选择,对电极应该具有很好的导电性，经济，在电解液中要稳定，最关键的是其表面的电极反应要可重复且速率快。,常用的对电极：,铂、金；,石墨棒,玻璃碳。,8 对电极的选择对电极应该具有很好的导电性，经济，在电解液中,14,