您好, 请 登录/注册 创建中国账户
欢迎来到泊菲莱
凯发旗舰厅-凯发官网首页

关于光电催化实验中的量子产率与量子效率-凯发旗舰厅

行业动态 2022-02-08 122

上一期我们讲了光催化中的量子产率相关参数指标的描述,这一期我们将讲述的是光电催化研究中的光-电能量转化效率参数指标的描述。

光电催化实验中的量子效率

1.外量子效率(external quantum efficiency, eqe)亦称光电转化效率(incident photon-to-current efficiency, ipce)[1]:特定波长入射光子产生的电子数与入射光子数的比例,本质上是光子效率。计算公式如下:

光电催化实验中的量子产率.png

jph:光电流密度(ma·cm-2),通过计时电流法(恒电位)测得; 

h:普朗克常量(6.62×10-34 j·s); 

c:光速(3.0×108 m·s-1);

e:单个电子所携带的电量(1.6×10-19 c); 

pmono:单色光的光功率密度(mw·cm-2); 

λ:单色光波长。

需注意的是,在ipce/eqe的计算中,默认法拉第效率η为100%,即产生的所有光生电子全部用于目标产物的生成。ipce的测量过程中允许施加偏压,而光电催化测量sth时不允许施加任何偏压。 

光电催化实验中的量子效率

2.内量子效率(internal quantum efficiency, iqe)亦称吸收光电转化效率(absorbed photon-to-current efficiency, apce)[1]:特定波长的入射光子产生的电子数与所吸收光子数的比例,本质上是量子效率。计算公式如下:

光电催化实验中的量子产率1.png

a:反应体系的吸光度。

eqe/ipce和iqe/apce主要针对于光电催化研究。与光子效率和量子效率类似,eqe/ipce强调“入射光”的概念,而iqe/apce强调“吸收光”,eqe/ipce可直接计算。 

光电催化实验中的量子效率

3.外加偏压光电流下转化效率(applied bias photon-to-current efficiency, abpe)[1]:在一定偏压条件下,输入的太阳能转化为氢能的比例[1]。区别于sth,abpe是扣除电能贡献的能量转化效率。

光电催化实验中的量子产率2.png

vredox:反应的热力学电势(v),分解水反应中,vredox=1.23 v; 

vapp:两电极体系中,相对于对电极的外加偏压(v),应小于1.23 v; 

ηf:生成h2的法拉第效率; 

plight:am 1.5g标准太阳光谱的光功率密度(100 mw·cm-2)。

以上内容就是光电催化研究中,常见的活性评价指标的量子产率定义与计算方法。 在光催化分解水研究中,我们最常用到的量子产率是aqy和sth。 在光电催化分解水研究中,最常用到的量子产率是ipce和sth或abpe。总而言之,效率强调特定波长的入射光; 产率强调单色光; eqe/ipce强调入射光; iqe/apce强调吸收光。

[1]chen zhebo, deutsch todd g., jaramillo thomas f.* et. al., accelerating materials development for photoelectrochemical hydrogen production: standards for methods, definitions, and reporting protocols[j]. journal of materials research, 2010, 25, 3.

热销产品
 labsolar-6a 全玻璃自动在线微量气体分析系统
labsolar-6a 全玻璃自动在线微量气体分析系统
labsolar-6a 全玻璃自动在线微量气体分析系统
查看详细信息
 plr-ptsrⅱ 光热催化反应仪
plr-ptsrⅱ 光热催化反应仪
plr-ptsrⅱ 光热催化反应仪
查看详细信息
 pls-fx300hu高均匀性一体式氙灯光源
pls-fx300hu高均匀性一体式氙灯光源
pls-fx300hu高均匀性一体式氙灯光源
查看详细信息
 mcp-ws1000光化学工作站
mcp-ws1000光化学工作站
mcp-ws1000光化学工作站
查看详细信息
网站地图