WO3/PDA光电极的制备及光电性能的研究

　　

基于半导体的光电化学（PEC）水分解技术，利用可再生能源制氢，能够实现氢能全产业链的绿色无碳化，是极具潜力的氢能发展路径之一。氧化钨（WO₃）作为一种可见光响应的n型半导体，是PEC水分解制氢最有前途的材料之一。然而，可见光利用率低以及光生载流子复合率高等问题严重影响着WO₃光电极的实际应用。本文将有机半导体聚多巴胺（PDA）与无机半导体WO₃结合，成功构筑了WO₃/PDA复合电极，其光电流密度在1.23 V vs. RHE偏压下达到0.67 mA/cm²，是单一WO₃光电极(0.30 mA/cm² 1.23 V vs. RHE)的2.23倍。研究表明，在WO₃/PDA复合电极中，有机组分PDA展现出了优异的可见光吸收能力，无机组分WO₃提供了高载流子迁移率和快速的电荷传输通道，同时WO₃与PDA之间形成的异质结显著提高了载流子的分离效率，从而实现了载流子的有效分离与传输，因此光电催化性能得到了显著的提升。本文提出了一种通过构筑有机-无机复合结构来增强光电极光电性能的新策略。

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