본 연구에서는 Bare CuO 광전극의 낮은 광전기화학적 특성을 개선하기 위해 Li이 도핑된 Li doped CuO 광전극을 제조하였다. Li doped CuO 광전극 제작 시 다양한 Li 도핑 농도, 열처리 온도 및 스핀 코팅증착 횟수 변수 조건들을 적용하여 최적화를 진행하였다. Li doped CuO 광전극은 bare CuO 광전극과 달리 다공성의 표면을 띄는 것을 확인하였다. 또한 Li을 도핑하였을 때 ...
본 연구에서는 Bare CuO 광전극의 낮은 광전기화학적 특성을 개선하기 위해 Li이 도핑된 Li doped CuO 광전극을 제조하였다. Li doped CuO 광전극 제작 시 다양한 Li 도핑 농도, 열처리 온도 및 스핀 코팅증착 횟수 변수 조건들을 적용하여 최적화를 진행하였다. Li doped CuO 광전극은 bare CuO 광전극과 달리 다공성의 표면을 띄는 것을 확인하였다. 또한 Li을 도핑하였을 때 에너지 밴드 갭이 낮아지고 결정성이 개선된 것을 확인하였다. Li 도핑 농도 실험 및 열처리 온도 실험 결과를 통해 Li 2 at%, 열처리온도 500 ℃에서 가장 우수한 광전류 밀도 값을 가지는 것을 확인할 수 있었다. 이후 스핀 코팅 증착 횟수 변화 실험을 진행 함으로써 광전극의 박막 두께 변화에 따라 광흡수도, 에너지 밴드갭, 결정성, 전기적 특성 등이 변화하는 것을 확인하였다. 특히 스핀 코팅 4회 증착 샘플에서 가장 낮은 전하 전달 저항 및 가장 높은 flat-band potential 값을 가지는 것을 확인하였다. 결과적으로 Li 2at%, 열처리 온도 500 ℃, 그리고 스핀 코팅 증착 횟수 4회 조건의 Li doped CuO 광전극으로부터 bare CuO 광전극에 비해 28% 향상된 광전류 밀도 -1.68 mA/cm2 값을 얻을 수 있었다.
본 연구에서는 Bare CuO 광전극의 낮은 광전기화학적 특성을 개선하기 위해 Li이 도핑된 Li doped CuO 광전극을 제조하였다. Li doped CuO 광전극 제작 시 다양한 Li 도핑 농도, 열처리 온도 및 스핀 코팅 증착 횟수 변수 조건들을 적용하여 최적화를 진행하였다. Li doped CuO 광전극은 bare CuO 광전극과 달리 다공성의 표면을 띄는 것을 확인하였다. 또한 Li을 도핑하였을 때 에너지 밴드 갭이 낮아지고 결정성이 개선된 것을 확인하였다. Li 도핑 농도 실험 및 열처리 온도 실험 결과를 통해 Li 2 at%, 열처리온도 500 ℃에서 가장 우수한 광전류 밀도 값을 가지는 것을 확인할 수 있었다. 이후 스핀 코팅 증착 횟수 변화 실험을 진행 함으로써 광전극의 박막 두께 변화에 따라 광흡수도, 에너지 밴드갭, 결정성, 전기적 특성 등이 변화하는 것을 확인하였다. 특히 스핀 코팅 4회 증착 샘플에서 가장 낮은 전하 전달 저항 및 가장 높은 flat-band potential 값을 가지는 것을 확인하였다. 결과적으로 Li 2at%, 열처리 온도 500 ℃, 그리고 스핀 코팅 증착 횟수 4회 조건의 Li doped CuO 광전극으로부터 bare CuO 광전극에 비해 28% 향상된 광전류 밀도 -1.68 mA/cm2 값을 얻을 수 있었다.
In this study, Li doped CuO photoelectrode was fabricated to improve the poor photoelectrochemical properties of bare CuO photoelectrode. The fabrication of Li doped CuO photoelectrode was optimized by varying the Li doping concentration, annealing temperature, spin coating deposition cycle. It was ...
In this study, Li doped CuO photoelectrode was fabricated to improve the poor photoelectrochemical properties of bare CuO photoelectrode. The fabrication of Li doped CuO photoelectrode was optimized by varying the Li doping concentration, annealing temperature, spin coating deposition cycle. It was found that the Li doped CuO photoelectrode exhibits a porous surface, unlike the bare CuO photoelectrode. It was also found that the energy band gap was lowered and the crystallinity was improved upon Li doping. From the results of Li doping concentration experiments and annealing temperature experiments, it was found that Li 2 at% and annealing temperature of 500℃ had the best photocurrent density values. Subsequently, by conducting the experiment of changing the spin coating deposition cycle, it was found that the photo absorption, energy bandgap, crystallinity, and electrical properties of the photoelectrode changed according to the change of the film thickness. In particular, we found that the sample with 4 spin coating cycles had the lowest charge transfer resistance and the highest flat-band potential value. As a result, a photocurrent density of -1.68 mA/cm2 was obtained from the Li doped CuO photoelectrode under the conditions of Li 2at%, annealing temperature of 500 °C, and 4 spin coating cycles, which is 28% higher than that of the bare CuO photoelectrode.
In this study, Li doped CuO photoelectrode was fabricated to improve the poor photoelectrochemical properties of bare CuO photoelectrode. The fabrication of Li doped CuO photoelectrode was optimized by varying the Li doping concentration, annealing temperature, spin coating deposition cycle. It was found that the Li doped CuO photoelectrode exhibits a porous surface, unlike the bare CuO photoelectrode. It was also found that the energy band gap was lowered and the crystallinity was improved upon Li doping. From the results of Li doping concentration experiments and annealing temperature experiments, it was found that Li 2 at% and annealing temperature of 500℃ had the best photocurrent density values. Subsequently, by conducting the experiment of changing the spin coating deposition cycle, it was found that the photo absorption, energy bandgap, crystallinity, and electrical properties of the photoelectrode changed according to the change of the film thickness. In particular, we found that the sample with 4 spin coating cycles had the lowest charge transfer resistance and the highest flat-band potential value. As a result, a photocurrent density of -1.68 mA/cm2 was obtained from the Li doped CuO photoelectrode under the conditions of Li 2at%, annealing temperature of 500 °C, and 4 spin coating cycles, which is 28% higher than that of the bare CuO photoelectrode.
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