具体测试对象:
光催化半导体材料薄膜电极TiO₂、ZnO、WO₃等
钙钛矿氧化物及量子点敏化光电极等
原理:以周期性的方波光脉冲照射置于电解液中的待测光电极,光电极在光照期产生光生载流子并形成光电流,暗期载流子复合,通过电化学工作站快速记录电流随时间的瞬态响应,获得光电流上升沿与衰减沿的时间演化曲线。
作用:表征光电极中光生载流子的产生、分离、传输与复合动力学过程。可提取光电流响应时间常数,评估电子-空穴分离效率;定量分析陷阱态填充与释放特征;比较不同光电极材料或界面修饰层的电荷转移速率,为光催化材料载流子传输优化提供实验判据。
待测光催化剂须沉积于导电衬底上制成光电极,导电衬底为FTO或ITO玻璃、金属钛片等,膜层与衬底间须形成欧姆接触且结合牢固,在电解液中浸泡不脱落。电解液组成须与测试目的匹配,常用Na₂SO₄、KOH或磷酸盐缓冲液,需惰性气体预先除氧以排除溶解氧对暗电流的影响。参比电极与对电极须与体系兼容,电极面积应足够大以确保反应速率不受对电极限制。
3.1光照不均匀导致的局部热点。
光斑照射面积若不能完全覆盖电极工作区域,受光区与暗区之间形成载流子浓度梯度,横向扩散叠加于纵向传输,衰减曲线偏离本征动力学,须保证全电极面均匀受光。
3.2基底导电层光响应干扰。
FTO或ITO导电层在紫外波段存在本征光电导效应,若光催化剂膜层过薄或存在针孔,导电基底自身光响应将混入测量信号,须设置基底对照实验以扣除背景贡献。

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