湿化学法制备硅纳米线阵列及其光电化学产氢性能分析

廖明佳 乔 雷 肖 鹏 张云怀 陈刚才 周志恩 贺小兰 揭芳芳

(1重庆化工职业学院化学工程系，重庆400020)

(2重庆市环境科学研究院，重庆401147)

(3重庆大学化学化工学院，重庆400033)

(4重庆大学物理学院，重庆400033)

湿化学法制备硅纳米线阵列及其光电化学产氢性能分析

廖明佳1,3乔 雷＊,2,3肖 鹏＊,3,4张云怀3陈刚才2周志恩2贺小兰1揭芳芳1

(1重庆化工职业学院化学工程系，重庆400020)

(2重庆市环境科学研究院，重庆401147)

(3重庆大学化学化工学院，重庆400033)

(4重庆大学物理学院，重庆400033)

为了探究不同方法条件下制备的硅纳米线阵列电极产氢性能异同，文中分别采用了两步金属辅助催化无电刻蚀法、一步金属辅助催化无电刻蚀法以及阳极氧化法来制备硅纳米线阵列用作为光电分解水电池光阴极材料。通过FESEM、XRD和UVVis-IR DRS等手段对实验样品的形貌、晶型、减反性表征，发现相比于其他2种方法所得硅纳米线样品，两步金属辅助催化无电刻蚀法制备的硅纳米线结构晶型保持更好，表面缺陷更少。光电化学测试表明两步金属辅助催化无电刻蚀法制备的硅纳米线光电化学性能表现最优，其光电流密度值是一步法的4倍，阳极氧化法的40倍；转移电荷电阻仅是一步法制备的硅纳米线阵列阻值的1/3，阳极氧化法制备的1/1 000。

硅纳米线阵列；金属辅助催化无电刻蚀法；光电化学产氢

0 前言

由太阳能分解水转换产生的氢能是当今世界最具潜力的清洁能源[1]。理想状态下，氢能的产生可以通过半导体材料[2]对光的吸收而直接分解水获得，TiO2[3]、SrTiO3[4]、CdS[5]、GaP[6]、Ta2O5[7]都是目前研究广泛的光电转化产氢材料。……