Připravujeme pro vás nový web FZÚ. Pomozte nám vyplněním krátkého dotazníku. » Vyplnit dotazník

Nacházíte se

Hematitové fotoanody s plně kontrolovatelnou texturou vhodné pro zvýšení efektivity solárního rozkladu vody

Š.Kment1, P. Schmuki2, Z. Hubička3, L. Machala1, R. Kirchgeorg2, N. Liu2, L. Wang2, K. Lee2, J. Olejníček3, M. Čada3, I. Gregora3, R. Zbořil1

Vrstvy hematitu Fe2O3 jsou perspektivní pro aplikace tenkovrstvých fotoanod pro solární rozklad vody. Elektrická vodivost je pro tento materiál anizotropní s největší vodivostí ve směru kolmém na rovinu (110). Byla vyvinuta metoda pro kontrolu orientace krystalických zrn při depozici hematitových vrstev pulzním reaktivním naprašováním ze železného terče ve směsi plynů argonu a kyslíku. Byly použity různé frekvence a režim pulzování reaktivního magnetronového naprašovacího systému pracující s vysokým výkonem v pulzu HIPIMS. Ukázalo se, že texturu hematitových Fe2O3 vrstev lze spolehlivě a reprodukovatelně regulovat frekvencí pulzování výboje a velikostí výkonu v pulzu. Vlastnosti těchto vrstev byly měřeny pomocí rentgenové difrakce, Mössbauerovy spektroskopie, elektronové mikroskopie, fotoelektronové spektroskopie a fotoelektrochemického měření. Přesná kontrola depozičních podmínek umožnila vytvořit vrstvy hematitové fotoanody mající texturu podél rovin (110) a (104) s odlišnými fotoproudy 0,65 a 0,02 mA cm-2.

Vztah mezi texturou vyjádřenou úhlem Q a fotoelektrochemickou aktivitou vrstev vyjádřenou velikostí fotoproudu.

1Regional Centre of Advanced Technologies and Materials, Joint Laboratory of Optics and Departments of Experimental Physics and Physical Chemistry, Faculty of Science, Palacky University, 17 listopadu 1192/12, 771 46 Olomouc, Czech Republic
2Department of Materials Science and Engineering, University of Erlangen-Nuremberg, Martensstrasse 7, D-91058 Erlangen, Germany
3 Institute of Physics, Academy of Sciences of the Czech Republic, Na Slovance 2, 14800 Prague, Czech Republic