報告題目：基于Ta3N5薄膜光陽極的高效光電催化分解水制氫

報告人：  李嚴(yán)波

報告時間：2023年7月13日（星期四）16:00

報告地點：線下 新環(huán)境大樓208；線上 騰訊會議ID：877627725，密碼：230713

邀請人：  陳悅天、趙一新

報告摘要：

    氮化鉭（Ta3N5）作為一種理想的光電催化水分解光陽極材料，其理論太陽能-氫能轉(zhuǎn)化效率超過15%。但是, 目前報道的效率值仍遠(yuǎn)低于其理論極限。Ta3N5光陽極體相和表界面存在的深能級缺陷可能是制約其效率提升的主要因素。在過去幾年，本課題組致力于通過能帶結(jié)構(gòu)調(diào)控、缺陷調(diào)控、界面工程以及表面助催化劑修飾等手段來提升Ta3N5薄膜光陽極的效率。通過梯度Mg摻雜的方式，在Ta3N5薄膜內(nèi)部構(gòu)建梯度能帶結(jié)構(gòu)以提升體相光生電荷分離能力，顯著提升了Ta3N5光陽極的光電催化水氧化性能，實現(xiàn)了當(dāng)時單光子光陽極國際最高的半電池太陽能-氫能轉(zhuǎn)化效率（HC-STH = 3.31%）。另外，通過對Ta3N5薄膜的上下界面使用選擇性空穴傳輸層（HTL: Mg摻雜GaN）和選擇性電子傳輸層（ETL: In摻雜GaN）分別進(jìn)行修飾，提升了光生電荷界面分離效率，實現(xiàn)了3.46%的HC-STH值。最近，我們提出了一種表面La摻雜與體相梯度Mg摻雜相結(jié)合的異質(zhì)摻雜策略，以解耦Ta3N5薄膜的光吸收和載流子傳輸，實現(xiàn)了目前國際最高4.07%的HC-STH值, 相比十年前我們?nèi)〉玫慕Y(jié)果提升了一個數(shù)量級。這些結(jié)果確立了Ta3N5在可見光響應(yīng)水分解光陽極中的領(lǐng)先地位。

報告人簡介：

    李嚴(yán)波，電子科技大學(xué)基礎(chǔ)與前沿研究院教授，國家青年特聘專家。2005和2007年分獲上海交通大學(xué)物理學(xué)學(xué)士和碩士學(xué)位；2010年獲東京大學(xué)產(chǎn)業(yè)機械工學(xué)博士學(xué)位；2010-2014獲日本學(xué)術(shù)振興機構(gòu)（JSPS）資助在東京大學(xué)Kazunari Domen教授課題組從事博士后研究工作；2014-2016于美國勞倫斯-伯克利國家實驗室人工光合成聯(lián)合研究中心（JCAP）從事博士后研究工作；2016年回國加入電子科技大學(xué)，開展光電催化水分解制氫及相關(guān)的研究工作。近年來，以第一/通訊作者身份在Nature Catalysis、Nature Communications（5）、Angewandte Chemie、Advanced Materials、Advanced Functional Materials、Energy & Environmental Science、Nano Letters（2）、ACS Energy Letters（2）、ACS Catalysis（3）等學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文40余篇。主持國家高層次人才引進(jìn)項目、自然科學(xué)基金面上項目（2項）、四川省“天府峨眉計劃”領(lǐng)軍人才項目等。曾任SCI期刊Nanoscale Research Letters副主編，現(xiàn)任電子科技學(xué)刊（JEST）副主編，Discover Nano期刊編委。曾獲國家優(yōu)秀自費留學(xué)生獎（09）、日本JSPS Postdoc Fellowship（10）、東京大學(xué)“研究科長賞”（11）、四川省“千人計劃”（16）、中國化學(xué)會京博科技獎-化學(xué)化工與材料京博優(yōu)秀博士論文指導(dǎo)教師（21）、成電先進(jìn)科研工作者（22）、電子科技大學(xué)優(yōu)秀研究生指導(dǎo)教師（23）等。指導(dǎo)博士生肖業(yè)權(quán)獲2021屆四川省優(yōu)秀大學(xué)畢業(yè)生，指導(dǎo)博士后張貝貝入選2022年度國家“博新計劃”等。