背景介绍 我们所处的时代,正见证着全球性的能源变革,大部分传统的化石能源将被可再生能源所取代。太阳能在这一转变进程中,扮演着核心角色。然而,太阳能具有间歇,不稳定及能量密度低的特点,在实际的收集及应用端都存在无法完美匹配当今社会需求的问题。太阳能燃料技术(光电催化制氢,二氧化碳还原等)提供了一种将太阳能转换并存储在燃料中的解决方案,产生的燃料可以直接在已有的基础设施中使用。然而,想要实现该技术的大规模应用,就必须同时实现高效率、低制造成本以及高稳定性等目标,这无疑是一个巨大的挑战。 氧化亚铜(Cu 2 O)作为一种天然的p型半导体材料,因其低成本,较稳定等特点在光电制氢领域表现出极大的潜力。经历多年对电荷载流子提取、传输及注入的研究,目前Cu 2 O光电极的性能已经可以与基于成熟光伏半导体材料的光电极匹敌。然而,氧化亚铜本身体相对较短的载流子扩散距离,限制着光电极性能的进一步突破。值得一提的是,这个材料性质导致的瓶颈问题,也限制着几乎所有其他氧化物半导体在光电器件中的应用。此外,由于氧化物中载流子寿命一般较短,普通超快光谱技术的时间分辨能力无法满足对最重要的载流子动力学过程的观测。 第...
