第六章固液界面讲义教材
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半导体电极的极化曲线半导体/电解液固液界面的双电层结构半导体/电解液固液界面的电容——无界面态1111C ++=串scH el C C C半导体/电解液固液界面的电容——有界面态1sssc H el C C 1C 1C 1C +++=串C el , C H >>C sc 2d 空间电荷层的电势分布0)(D N e x V -=半导体/电解液Mott–Schottky曲线半导体/电解液y曲线V RHE =V Ag/AgCl + 0.059pH + 0.1976Vh 3N常见半导体的相对导价带位置半导体电极中光生载流子的产生过程NATURE | VOL 414 | 15 NOVEMBER 2001,338‐344光电极的光电流电势关系单晶WO3光电极的光电流-电势关系没有漂移电流,只有扩散电流没有漂移电流只有扩散电流空穴传输受限(电子传输快,空穴传输慢)空穴传输受限(电子传输快空穴传输慢)光电化学水分解电池1972 Nature Solar water splitting cell A. Fujishima and K. Honda, TiO 2/H 2O/Pt 1998 Science Solar water splitting cell 124%1GaAs PV+GaInP 2/H 2O/Pt 12.4% 2002 Science Solar water splitting cell d d iO O/83%C doped TiO 2/H 2O/Pt 8.35% 2013 Science Solar water splitting cell 2014p g Si PVs ‐Ni /H 2O/PtScience Solar water splitting cell Single crystal n ‐GaAs/K Se ‐K Se /C 9%2221977Nature PEC Solar cellM l i l CdS N S S /P光电化学太阳电池Multi ‐crystal CdSe Na 2S+S /Pt 1980 Nature PEC Solar cellCdSe 1‐x Te x thin film/Na 2S+ S/Pt 8%l ll 1982 Nature PEC Solar cellEpitaxy GaAs 0.72P 0.28/Fc + Fc+ CAN/ 13%1983 Nature PEC Solar cellSingle crystal n ‐CuInSe /HI+I /C 9.5%g y 22染料敏化光电化学太阳电池1991 Nature DSSC半导体电极的光稳定性半导体光腐蚀电极电位常见半导体电极的光腐蚀电极电位。
For personal use only in study and research; not for commercial use第6章 相 变6.1.11问题 从结构起伏、能量起伏推测什么是成分起伏?并总结起伏的一般定义。
答:1)成分起伏即浓度起伏。
2)起伏的一般定义:在某一时刻,局部能量(结构、成分)高于(或低于)平均值。
6.1.12问题 说明图6-2左图中最大的黑点(右上),不可能移动到中图的中央。
答:假设右上的黑点到中央的距离为1 m μ,可计算出其移动的平均速度为100000m/s 。
6.1.13问题 对式6-1求导时,把v G ∆视为常数,这是为什么?答:在对式6-1求导时,温度是确定的(T 为参数),v G ∆即为常数。
6.1.14问题 临界晶核密度*n 与表面能、过冷度、熔化热各有什么关系?为什么? 答:1)表面能越大,*n 越小。
表面能是形核的阻力项。
2)过冷度越大,*n 越大。
过冷度是形核的动力项。
3)熔化热越大,*n 越大。
熔化热越大,原子间结合力越大,G ∆越大,动力项越大,越有利于形核。
6.1.15问题 讲义中能量起伏概念是如何引进的?请用一句话解释。
答:“形核原子”的能量高于“平均原子”。
6.1.16问题 能否称式6-11中的Q 为液相扩散激活能?如果可以请解释原因;如果不能请比较这里的Q 与真实的液相扩散激活能的大小,并解释原因。
答:不能。
Q >真实液相扩散激活能的大小。
此处Q=真实的液相扩散激活能+原子穿越液固界面的能量。
6.1.17问题 式6-11的在形式上与学过的哪个公式比较像?它们之间的共同特征是什么?差异是什么? 答:置换扩散中,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⋅⋅⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-⋅=ΓT k u A Z T k G B V B exp exp ν。
其中,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-⋅T k G B e x p ν为能够产生跳动的原子,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⋅⋅T k u A Z B V e x p 为原子周围的空位数。