GaAs材料在光电化学电池中的稳定性

来源期刊：材料导报2021年第5期

论文作者：曹诗瑶 闫小琴

文章页码：5062 - 10140

关键词：GaAs;光腐蚀;稳定性;保护层;光电化学水分解;

摘    要：光电化学水分解制氢被誉为人工光合作用,其利用太阳能将水分解为氢气和氧气,是未来可持续能源体系潜在的重要能源转换手段。随着光电化学电池的发展,光电化学电池的转换效率得到了大幅提升,然而光电化学电池的使用寿命却与实际应用标准寿命（10年）相差甚远。光电化学电池材料体系中Ⅲ-Ⅴ族半导体GaAs由于其优异的光物理性能逐步受到科学家们的广泛关注。然而,GaAs在光电化学体系中存在严重的光腐蚀问题。如何在充分发挥GaAs本征优势的前提下提升其在电解液中的稳定性近年来已成为Ⅲ-Ⅴ族半导体研究的热点。研究表明,针对不同环境下GaAs电极的腐蚀机制设计不同保护层薄膜对GaAs进行防护,能有效地在保证转换效率的前提下延长GaAs电极的寿命。本文从GaAs材料在不同酸碱性电解液中的腐蚀机理出发,针对GaAs在不同溶液环境中的有效保护措施进行综述,着重阐述了现有手段对GaAs材料在溶液中稳定性提升的成果,同时展望了GaAs材料的未来发展趋势。