研究目的
基于能带图分析深入重新审视光电化学水分解过程，以阐明实验现象（包括pH效应和电势分布）。
研究成果
能级图分析全面揭示了光电化学水分解过程，阐明了开启电位pH依赖与非依赖行为的本质。该研究成功将实验测得的电流-电压特性与偏压下的动态能带弯曲相关联，突出了对电极能量提升在光电流启动中的关键作用。这一融合电化学与固态物理的模型适用于其他光电化学体系，可助力器件设计与效率提升。
研究不足
该研究仅以TiO2纳米棒为模型体系，其他材料可能表现出不同行为。循环I-V测试中的迟滞现象使开路电压(VOC)的测定复杂化。该模型假设某些区域的电位降可忽略不计，但这一假设并非适用于所有体系。pH效应虽已阐释，但未在所有条件下进行完全量化。
1：实验设计与方法选择：
研究采用TiO?纳米棒作为模型光阳极，因其在不同pH电解质中具有稳定性。以真空能级为参考构建能级图，并在暗态和光照条件下通过三电极与两电极体系测量I-V特性。
2：样本选择与数据来源：
通过水热法在FTO玻璃基底上合成生长时长分别为2、4、8和12小时的TiO?纳米棒。电解质包含H?SO?（pH=2）、NaCl（pH=7）和NaOH（pH=13）。
3：8和12小时的TiO?纳米棒。电解质包含H?SO?（pH=2）、NaCl（pH=7）和NaOH（pH=13）。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包括用于形貌分析的FE-SEM（JSM700F，JEOL）、用于光电化学测试的Autolab（PGSTAT128N，Metrohm Autolab仪器）、配备150W氙灯的太阳光模拟器。材料包含FTO玻璃、HCl、钛酸丁酯、NaOH、NaCl、H?SO?、铂片、玻碳棒及饱和甘汞参比电极。
4：实验流程与操作步骤：
通过水热法合成TiO?纳米棒后进行退火处理与表征，开展不同偏压、电解质及光照条件下的光电化学测试，记录开启电位（UWR、UWC、UCR）与光电流值。
5：数据分析方法：
采用Mott-Schottky测试、光电流曲线外推法确定开启电位，并结合能带图进行关联分析。统计分析包含pH效应计算与电位分布研究。
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获取完整内容-
FE-SEM
JSM700F
JEOL
Examination of morphology and microstructures of TiO2 nanorod samples.
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Autolab
PGSTAT128N
Metrohm Autolab Instrument
Measurement of photoelectrochemical properties using three-electrode configuration.
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Solar Simulator
Providing illumination source with 100 mW cm-2 power and AM 1.5G filter using a 150 W Xenon lamp.
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FTO Glass
Taewon Scientific Co.
Substrate for growing TiO2 nanorods, with sheet resistance of 10 ? sq-1.
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Teflon-lined Stainless Steel Autoclave
Used for hydrothermal synthesis of TiO2 nanorods, with 150 ml volume.
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