具体测试对象:
无机半导体粉末光催化剂压片或薄膜(TiO₂、ZnO等)
半导体光催化薄膜电极、掺杂及固溶体光催化剂
异质结光催化剂、量子点光催化剂、二维材料基光催化剂等
原理:在半导体两端制备欧姆接触电极,施加恒定偏压,测量暗态与光照下电流或电导的变化。光照激发产生的非平衡载流子使电导率上升,其增量与光生载流子浓度及寿命成正比。通过记录电导率对光照的时间响应及光谱响应,表征半导体光电特性。
作用:测定半导体光催化剂的暗电导率与光电导率,提取光生载流子的产生效率、寿命及迁移率-寿命乘积。可评价材料的光敏性,比较不同样品中载流子传输与复合的相对速率;由光电导的温度依赖性分析缺陷能级及陷阱对载流子输运的影响,为光催化剂载流子传输层的优化提供输运参数。
样品可为粉末压片、沉积于绝缘衬底上的薄膜或单晶片。电极须为欧姆接触,接触电阻远小于样品体电阻,常用蒸镀金、银、铝或铟镓合金点电极。电极间距与宽度须已知,用于电导率换算。样品表面须清洁干燥,吸附水或有机物引起表面电导效应叠加于体电导。测试须在暗箱或真空腔中进行,以排除环境光与气氛影响。
3.1非欧姆接触干扰。
电极与半导体界面存在肖特基势垒时,电流受界面注入限制而非体电导支配,表现为I-V曲线非线性,所测电导率物理意义不明确,须预先验证接触欧姆特性。
3.2持续光电导效应。
部分半导体缺陷态对载流子有长时间俘获-释放效应,光照关闭后电导恢复极慢,出现持续光电导,导致光暗循环测试中基线漂移,须记录长时间衰减曲线以评估陷阱态影响。

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