研究目的
研究通过热处理工艺提升n-Si/TiO2/Ni光阳极的光电压生成效率，以实现高效太阳能驱动水分解。
研究成果
n-Si/TiO2/Ni光阳极中TiO2中间层的热退火处理显著提升了太阳能驱动水分解的光电压生成。最佳退火温度介于500至600°C之间，该过程将非晶态TiO2转化为多晶锐钛矿相TiO2，从而减少缺陷态并提高结势垒高度。该工艺为光电极优化提供了灵活的加工窗口。
研究不足
光阳极在强碱性电解质中的稳定性有限，25 ?镍涂层样品在20小时后出现光电流衰减，40 ?镍涂层样品则在80小时后出现光电流衰减。
1：实验设计与方法选择：
通过电子枪沉积在n型硅衬底上制备钛薄膜，随后进行热退火并沉积镍薄膜，以此构建光阳极。研究了不同退火条件和二氧化钛厚度的影响。
2：样品选择与数据来源：
制备了钛厚度分别为25、50和80埃的样品。
3：50和80埃的样品。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：电子枪沉积系统、热退火腔室、电化学工作站（Autolab PGSTAT302N）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、能量色散X射线光谱仪（EDS）和X射线光电子能谱仪（XPS）。
4：实验步骤与操作流程：
在含1%残余氧气的腔室中进行热退火，将沉积的钛薄膜转化为二氧化钛。在1 M氢氧化钠电解液中，采用标准AM1.5一太阳光模拟光照评估光电化学水分解性能。
5：5一太阳光模拟光照评估光电化学水分解性能。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：通过以25 mV/s的速率扫描工作电极电位进行循环伏安测试，并进一步开展莫特-肖特基分析。
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potentiostat
PGSTAT302N
Autolab
Measuring cyclic voltammetry by sweeping the potential of the working electrode at a rate of 25 mV/s.
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high-resolution transmission electron microscopy
HRTEM
Characterizing the change of sample structure by thermal annealing.
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energy dispersive X-ray spectroscopy
EDS
Analyzing the composition of the samples.
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X-ray photoelectron spectroscopy
XPS
Characterizing the depth profile of the oxidation states of Ti.
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