通过扫描光电化学显微镜研究超分子光敏剂-二氧化钛薄膜系统的光诱导电子转移

在基于TiO_(2)的光阳极上枝接电荷转移通道仍然是太阳能到化学转换技术的一个迫切瓶颈。尽管进行了大量的尝试,但TiO_(2)作为有前途的光阳极材料仍然受到电荷传输动力学迟缓的影响。因此,一种组装策略涉及将金属卟啉基光敏剂分子(MP)轴向配位嫁接到表面改性的TiO_(2)纳米棒(TiO_(2)NRs)光阳极上,形成复合MP/TiO_(2)NRs光电极。正如预期的那样,与单独的TiO_(2)NR和MPA/TiO_(2)NRs光电极相比,所得到的独特的MPB/TiO_(2)NRs光电极具有明显提高的光电流密度。采用扫描光电化学显微镜(SPECM)和强度调制光电流光谱(IMPS)系统地评估了MP/TiO_(2)NRs光电极的连续光激发电子转移(PET)动力学信息。通过数据拟合发现,在光照条件下,MPB/TiO_(2)NRs的光电子转移速率(keff)常数比纯TiO_(2)NRs高2.6倍左右。MPB/TiO_(2)NRs的高动力学常数是由于D-A结构的共轭分子MPB可以有效地加速分子内电子转移,以及促进电子在新型电荷转移通道中参与I3-到I的还原反应。本研究展示的结果有望为研究人工光合作用电荷转移过程的机制和构建高效的光电极提供一些启发。

光电化学水分解中基于半导体的界面工程策略和载流子动力学表征技术的研究进展

为了缓解能源危机和环境问题,太阳能的应用受到了人们的广泛关注.光电化学水分解是一种极有前景的、可以将清洁可再生太阳能转化为清洁燃料的技术.提高能量转换效率无疑是光电化学水分解技术的关键.光生载流子的分离和转移速率是影响光电化学性能的主要因素之一.本综述简要介绍了一些界面工程策略以增强光阳极中光生载流子的分离和传输.此外,总结了近期在原位量化光生载流子传输动力学研究中的进展.我们的目的是帮助读者了解这一领域的最新发展,并为理解动态空穴转移提供一个独特的视角.最后,我们对发展微纳尺度电极界面光生载流子分离和转移动力学表征手段中面临的重大挑战和未来前景进行了展望.