主な内容

先進的な界面修飾工学はデバイスの光電変換効率を高めるだけでなく、デバイスの安定性を高めることもできる。本文ではTaに対して₃N₅薄膜光陽極のTa₃N₅/電解液界面とTa₃N₅/バック電極界面は同時に界面修飾を行い、光電変換効率を大幅に向上させ、同時に比較的に長い時間の安定した光電触媒を実現した。本文は“1歩高温窒化法”を用いて、電子ビーム蒸発と原子層堆積の2種類の方法を結合して、“サンドイッチ構造”の薄膜光陽極In：GaN／Taを製造した₃N₅Mg：GaN。

内部:GaN/TTa₃N₅/Mg：GaN薄膜光陽極の製造フロー概略図

本文はPL試験を通じて、Mg：GaNとIn：GaN層は表面不動態化の作用を果たすことができて、Taを下げることができることを表明した₃N₅薄膜中の欠陥濃度。本文は電気化学試験により、この界面修飾方法は表面状態欠陥によるFermi準位ピン止め作用を減少させ、光陽極デバイスの開始電位を低下させることを表明した。最後に、この効率的な界面修飾方法をNiCoFe-Bi酸素発生助触媒と結合し、In：GaN/Ta₃N₅/Mg：GaN薄膜の光陽極光電変換効率は3.46%に達し、最高光電変換効率！

In：GaNとMg：GaN層In：GaN／タ₃N₅/Mg：GaN薄膜における作用

本文では太陽光シミュレータ（SAN-EI ELECTRIC、XES-40 S 3-TT）を用いて太陽光をシミュレートすることに言及し、強度較正は100 mW cmである^-2（AM1.5G）試料の長時間堆積にも、PEC試験にも使用した。

XES-40 S 3-TT光触媒専用AA*太陽光シミュレータ

技術パラメータ：

キセノンランプ出力：150 W

有効照射面積：40 mm*40 mm

スペクトル不整合性：＜±25%AM 1.5 G*

光強度不安定性：＜1%*

光強度ムラ：＜2%*

キセノンランプ寿命：2000時間

シャッタコントローラ：Twin time全自動制御

文献情報：Ta のインターフェースエンジニアリング₃N₅非常に効率的な光電化学水分裂のための薄膜光陽極

ジェフ、ゼユ・ファン、マミコ・ナカバヤシ、Huanxin Ju、Nadiia Pastukhova1、Yequan Xiao、Chao Feng、Naoya Shibata、Kazunari Domen＆Yanbo Li