氮化鎵工作電極應用在光電化學電解水與太陽能電池產氫特性之研究

Abstract

這次的研究主要希望應用氮化鎵(GaN)半導體將之光催化分解水產氫，內容包括元件的磊晶結構、光電化學分析、材料特性和半導體黃光製程等相關結合應用於實驗上，目的提升元件抗腐蝕性或者增加產氫效率。 GaN材料也有用於太陽能電池上，同時一般GaN材料的能隙達到3 4eV，而電解水只需要1 23eV，GaN材料吸收太陽能光譜的比例大約只有5%，若太少將導致光電流不佳，因此我們希望利用黃光製程，在同一片基板上並聯一個太陽能電池，來增加光電化學產氫效率，最終目的是不接而外的金屬線，在不加偏壓的0V下，使GaN產氫效率提升。 GaN具有良好的抗腐蝕能力，但在進行產氫時GaN還是會不斷的被消耗，所以希望利用二氧化鈦光觸媒材料幫助吸收長波段光譜之外，有文獻指出觸媒共催化電解水產氫可有效減少對電極的腐蝕，並增加表面粗糙度來減少光的反射，雖效率不如預期增加，但仍有成?減少腐蝕的狀況。 最後我們嘗試眾多結構，使用n-InGaN且預計透過在底部增加super lattice的結構，除了增加長波長吸收效率之外，也可提升上半部GaN的晶體品質。此外我們還希望利用AlGaN晶格不匹配，來探討由於磊晶層晶格不匹配的關係產生的壓電場，來幫助載子的分離。

Date of Award	2014 Jul 16
Original language	Chinese
Supervisor	Jinn-Kong Sheu (Supervisor)