AFM 材料期刊俱乐部

图像表面和面间光生成电荷载体

由陈若天,范风涛,托马斯·迪特里希和可李

化学索夫修订版, 2018, 47, 8238

在太阳能器件中,太阳光子与半导体相互作用,半导体将电子提升至传导带,并形成边界电子孔对。表面附近的弯曲带结构便于将这些对分离成自由光载体,然后移动到外部电路进行电气工作(例如,光伏)或化学反应的催化电荷积累中心(例如太阳能燃料设备)。了解光诱导表面/面电荷传输的动力学对于设计高效设备极为重要。

2015 年,作者在开放阶段的 AFM 平台 [Angew]上开发了空间解析表面光电压光谱 (SRSPS)。化学. 国际 Ed. 2015, 54, 9111+.SRSPS 将 KPFM 与调制外部照明系统集成在一起,从而能够对光诱导的表面电位变化进行 nm 尺度测量。SRSPS 首次用于在单个 BiVO4 粒子的不同面上成像高度各向异性光生成电荷分离。这表明,表面光电压信号强度{011}面的70倍强,{010}面。此后,在过去的4年中,作者将SRSPS应用于各种系统,包括质光催化器[JACS, 2017, 139, 11771], BiVO4 与古柯利斯特 (MnOx), 双古柯石 (MnOx/Pt) [Nano Lett.2017 17, 6735], Cu2O光催化 [Nat. 能源, 2018, 3, 655 ;纳米莱特2019、19、426+等此处介绍的回顾文章重点介绍了 SRSPS 的原则和发展,并回顾了 SRSPS 的见解为设备设计提供了指南的关键应用示例。正在进行的工作正在将技术扩展到原位或光催化器的操作实验,并在热电化学环境中使用绝缘的SECM探针[Nat. Energy 2018,3,46]。