ایجاد دو لایه Cu2O-CuO به عنوان فتوکاتد و بررسی خواص فتوالکتروشیمیایی آن

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی مواد، مهندسی شیمی و ایمنی صنعتی، مجتمع آموزش عالی فنی مهندسی اسفراین، اسفراین، ایران

doi
/amnc.2020.8.32.3
چکیده

تولید هیدروژن بوسیله تجزیه آب تحت نور خورشید با استفاده از نیمه هادی‌ها یک روش امیدوار کننده برای تولید یک انرژی پاک و تجدید‌پذیر می‌باشد. Cu2O یک نیمه هادی مثبت می‌باشد که به واسطه موقعیت نوار هدایت می‌تواند به عنوان فتوکاتد در تجزیه آب استفاده شود. در این تحقیق Cu2O به روش رسوب‌دهی الکتروشیمیایی سنتز شد و الگوی پراش اشعه ایکس بیانگر خلوص لایه‌ی Cu2O می‌باشد. به منظور ایجاد دو لایه Cu2O-CuO و بهبود خاصیت فتوالکتروشیمیایی، لایه Cu2O در دمای C◦450 به مدت 30 دقیقه عملیات حرارتی شد. لایه CuO در اثر اکسیداسیون لایه Cu2O ایجاد گردید. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی بیانگر تغییر میکروساختار بعد از عملیات حرارتی و اندازه دانه‌های نانومتری می‌باشد. مقدار جریان تحت نور با استفاده از روش پتانسیل روبشی خطی تحت قطع و وصل نور اندازه‌گیری شد که نتایج حاکی از افزایش جریان تحت نور با عملیات حرارتی در دمای C◦450 به مقدار µA.cm-2731 می‌باشد. طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی تحت ولتاژ ثابت و فرکانس‌هایHz 105-1/0 و همچنین در فرکانس ثابت و ولتاژ V5/0 تا 3/0- به منظور مطالعه رفتار انتقال بار و تعیین پتانسیل نوار مسطح و چگالی حامل بار انجام گرفت. مقدار چگالی حامل بار برای Cu2O و Cu2O-CuO به ترتیب به مقدار 1018× 3/1 و 1018× 05/3 و مقدار پتانسیل نوار مسطح به ترتیب به مقدار V 19/0 و 23/0 نسبت به مرجع Ag/AgCl بدست آمد.