盖世汽车讯 基于Sb2Se3的半导体薄膜是一种富有前景的选项，可用作由太阳能驱动的水分解制氢的光电阴极。然而，Sb2Se3的表面极其疏水，使其光电化学（PEC）性能受到很大影响。

（图片来源：Chemical Engineering Journal）

据外媒报道，为了解决这个问题，巴西功能材料开发中心（CDMF）和新能源创新中心（CINE）开发出新的等离子体处理方法，以用于处理三硒化二锑（Sb2Se3）薄膜，从而促进光驱动水分解制氢。该方法使Sb2Se3表面具有亲水性，即被水分子吸引并容易被水溶解，而不是疏水（被水排斥）。这项研究的论文发表在化工期刊《Chemical Engineering Journal》上。

在实验过程中，研究人员使用氮气和环境空气等离子体来增强材料的可润湿性（即由于分子间相互作用而保持与固体表面接触的能力），从而提高其在析氢反应中的光电活性。这可能成为改善半导体润湿性的新策略。此外，等离子体处理还可以提高电催化剂析氢反应（HER）中电催化剂的电催化活性。

光电化学（PEC）分析表明，经等离子体处理Sb2S3薄膜的jph值比未处理的膜增加了24倍，这是受益于膜的可润湿性增强。而可润湿性增强要归因于膜表面的化学修饰（chemical modification），即通过N2等离子体处理在膜表面形成S−N极性基团。

除了考虑新的表面修饰策略，采用等离子体处理法还具有优于其他技术的巨大优势，例如易于处理、易于重建，以及能够同时处理多个样品。因此，它可用于改善其他半导体薄膜的可润湿性，并增强水介质中的PEC活性。

总体而言，利用太阳能制氢具有重要意义，因为氢气是为车辆等供电的有力选项。对Sb2Se3半导体薄膜进行等离子体处理已被证明是有效的替代方法，可以明显提高这些薄膜的PEC性能，有利于水分解制氢。