用于钙钛矿光伏和稳定水分解光阳极的TiO2功能化碳点

摘要： 通过微波辐照、水热条件或常温溶液化学法等不同缩聚方法合成了多种荧光碳纳米粒子（通常称为碳点，CDs），并对其进行后续化学功能化修饰。将这些碳点沉积于TiO?薄膜上，作为钙钛矿光伏器件中的电子传输层以及光电化学水分解的阳极材料进行测试。不含氧元素的氮掺杂碳点可使钙钛矿太阳能电池的开路电压提升约50 mV。所有类型的碳点均能增强水分解过程中的光电流，其中经巯基和丁基链功能化的碳点效果尤为显著。研究表明该改性电极在持续运行中保持稳定，沉积碳点后电极的其他电化学特性（如伏安曲线形态、起始电位和开路电位）几乎未发生变化，仅入射光子-电流转换效率明显改善，使吸收范围向长波长方向延伸约20 nm。本研究为提升n型半导体在光伏电池和光电化学制氢中的性能提供了关于作用机制与电极结构的新数据。