1. 光電流密度Jp 

在光電化學(xué)實驗中經(jīng)常用到光電流密度等作為性能評價參數(shù)。 

光電流密度是指在一個太陽光輻照下，光電極產(chǎn)生的光電流與光輻照面積之比。 

通常由光吸收率、體相電子-空穴對分離效率以及表明電荷注入效率決定，隨外加偏壓變化而變化。 

光電流密度可通過公式（1）表示[1]：

：實際測得的光電流密度；

：半導(dǎo)體光電有的理論光電流密度； 

：半導(dǎo)體光電極的光吸收效率； 

：半導(dǎo)體光電極的電荷分離效率； 

：半導(dǎo)體光電極表面電荷注入效率。

同時，光電轉(zhuǎn)換效率公式（2）

P0：光電極表面的入射光強度

由公式（2）可知，光電轉(zhuǎn)換效率η與光電流密度Jp成正比，而Jp不僅和光電極對光的吸收和利用率有關(guān)，還與光生載流子的內(nèi)部和界面的分離效率有關(guān)，內(nèi)部的分離效率和界面的分離效率都是決定光電化學(xué)性能的重要因素。

2. 光電流密度測試 

在光電化學(xué)實驗中經(jīng)常使用電化學(xué)工作站以線性伏安掃描技術(shù)（LSV）記錄光電極產(chǎn)生的光電流隨電壓的變化曲線（j-V曲線）。 為了確認光電流是否來自于光電響應(yīng)，通常會在開燈/關(guān)燈間隔條件下記錄斬波LSV曲線，但因為氙燈光源受發(fā)光原理限制，無法實現(xiàn)頻繁開/關(guān)燈，為了實現(xiàn)開/關(guān)燈的效果，會在氙燈光源和光電極之間增設(shè)快門裝置。

圖1. PLS-FX300HU 高均勻性一體式氙燈光源、PFS40A 快門

圖2. Transient photocurrent density curves [2-5]

如圖2所示，當沒有光照時，光電極的電流密度幾乎為零，當加入光照時，電流瞬間升高，這就表明增加的電流是由于光照的引入而產(chǎn)生的，但是在電流升高時會有一個尖銳的峰，這可能是由于的導(dǎo)電性不好，光照產(chǎn)生的光生載流子迅速復(fù)合造成的。 

瞬態(tài)光電流可用于評估光電極中光生電子-空穴分離的情況，光電流越大，分離效率越高。

參考文獻

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