半导体抗光腐蚀研究取得新进展 国家多个项目方认可支持
从内蒙古大学了解到，内蒙古大学王磊研究员带领的研究团队在半导体抗光腐蚀研究方面取得了新的进展，得到了国家自然科学基金等多个项目的认可和支持。国际化学期刊《德国应用化学》最近发表了“含钝化层的四氧化二钒抗光腐蚀研究”的相关成果，这将有助于提高太阳能制氢的光电转换效率。
王磊研究员介绍，氢能这种新型清洁能源是新能源的研究热点。光解制氢是获取氢能的主要技术之一，太阳能制氢的转化效率是光解的主要性能指标。半导体的低光吸收率和高载流子复合率是影响转换效率的主要因素。因此，如何提高光电转换效率是光电催化领域的重中之重。
BiVO4半导体因其2.4eV的合适带隙宽度、良好的光吸收性能和低电位水氧化的合适导带位置，已成为太阳能光电催化制氢领域的重要材料之一。但是，BiVO4材料中电子和空穴的复合严重影响了光生电荷的传输，使其太阳能光电催化性能低于理论值;同时，由于光腐蚀，不适合水的长期光解。常见的解决方案是使用表面助催化剂来提高半导体电荷分离的效率，抑制电荷复合，加速表面反应动力学。
研究小组通过改进材料制备工艺和恒电位极化测试方法，有效提高了BiVO4的活性和稳定性。研究表明，无表面助催化剂改性的BiVO4在间歇试验下可达到100小时的稳定性，表现出超强的“自愈”特性。电化学测试表明，钝化层和半导体表面界面产生的氧空位有效减少了半导体中电子和空穴的复合，提高了地表水氧化动力学，从而抑制了光腐蚀。
