偏压控制cu2o和cu在tio2表面的生长及其光电化学性质

基于tio2/ti电极在含cu2+溶液中的循环伏安图，调节电沉积的沉积电压，我们在tio2平整表面制备出cu2o和/或cu颗粒.通过扫描电镜（sem）、x射线衍射（xrd）和x射线光电子能谱（xps）表征，发现cu2o和cu有不同的生长机制：cu2o颗粒在tio2表面分散结晶，而cu颗粒是在已生长的颗粒上成核，从而形成堆积颗粒结构.这是由于在cu2o/tio2界面和cu/tio2界面形成不同的能带结构，使得电子的转移方式不同.与纯tio2光阳极比较，可以观察到cu2o/tio2和cu/tio2异质结构的光电流均有显著增强.特别地，存在一个电压区间使得cu2o和cu同时生长在tio2表面，此时对应的光电流比较稳定并且能达到最大.紫外-可见（uv-vis）漫反射光谱、电化学阻抗谱（eis）和光电流-电压特性曲线均显示，cu2o和cu明显有助于光的可见光吸收，同时cu/tio2在光电转换过程中显示更宽波段的可见光利用率.此外，开路电压的增加、有效的电荷分离和电极/电解质界面上载流子的快速迁移也增强了材料的光电化学性质.