[实用新型]一种光电化学体系电参数检测装置

说明书

本实用新型公开了一种光电化学体系电参数检测装置，包括第一电解体系、第二电解体系、盐桥、电流表、开关、照明光源、数据采集装置以及计算机，所述第一电解体系以及第二电解体系均包括电解池、工作电极、参比电极、对电极以及恒电位仪，所述第一电解体系的工作电极以及第二电解体系的工作电极分别为光电极以及暗电极，所述工作电极、参比电极以及对电极均置于电解池中，所述工作电极、参比电极以及对电极分别与恒电位仪电性连接。本实用新型通过两个恒电位仪以及电流表的设置，实现同时测量光电化学体系中光电极电势、暗电极电势以及光电流方向大小的功能，通过开关的设置控制光‑暗电极的耦合及研究耦合过程中相应的电极电势变化。

技术领域

本实用新型涉及光电化学技术领域，更具体地说涉及一种应用于光电化学体系的检测装置。

背景技术

随着社会的高速发展，全球每年消耗的能量正在持续增加。当前，化石燃料供应着全球超过80％的能耗，大量地燃烧化石燃料除了使其储存量减少而引起能源危机外，还造成了CO₂的大量排放而导致严重的环境污染问题。能源危机和环境污染是当前人类社会所面临着的双重挑战。太阳能是人类可利用的最为丰富的清洁能源，每秒到达地球的能量大约为1.73×10¹⁷瓦，是全人类所消耗能量(14万亿瓦，1.4×10¹³瓦)的1万多倍。

利用太阳能驱动光电化学合成被认为是解决当前能源问题和环境恶化问题的最根本途径，提高太阳能的利用效率正在全球范围内吸引着广泛的研究。那么，准确地评价一个光电化学体系的性能以及阐明其中的光电化学过程对于光电化学合成的研究是至关重要的。

一个光电化学体系至少包含一个半导体光电极和一个暗电极。目前，绝大多数的研究工作是通过分别测量光电流的大小和在光照下光电极电势(开路电位OCP)的变化来评估整个光电化学体系的性能。然而，目前研究所获得光电流和开路电位的实验结果并不是同步测量的。对于大部分半导体在测试过程中都有可能发生光腐蚀而造成表面性质的变化。因此，在先后测量光电流和开路电位的实验中，会因为电极的光腐蚀而造成实验结果的误差和不准确。更重要的是，光电化学合成需要驱动两个电极的半反应才有可能进行。在整个体系中，暗电极(对电极)的电势对于光生载流子的分离、载流子流动的方向以及另一个半反应进行的可行性和速度的影响是非常显著的。也就是说，暗电极(对电极)的电势等性质实际对于光电化学合成起着重要的作用。但是，在目前的电化学测试方法中，暗电极的电势却忽略而未被测量。这就使得目前的研究对整个光电化学体系性能的表征和评价的不完整性和不准确性。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种能够同时准确测定一个光电化学体系中各个电极的电势和流经的光电流的检测装置。

本实用新型解决其技术问题的解决方案是：

一种光电化学体系电参数检测装置，包括第一电解体系、第二电解体系、盐桥、电流表、开关、照明光源、数据采集装置以及计算机，所述第一电解体系以及第二电解体系均包括电解池、工作电极、参比电极、对电极以及恒电位仪，所述第一电解体系的工作电极以及第二电解体系的工作电极分别为光电极以及暗电极，所述工作电极、参比电极以及对电极均置于电解池中，所述工作电极、参比电极以及对电极分别与恒电位仪电性连接，两个所述恒电位仪以及电流表分别与数据采集装置输入端相连，所述数据采集装置的输出端与计算机相连，所述第一电解体系的工作电极与第二电解体系的工作电极电性连接，所述开关以及电流表串联在两个工作电极的连接电路上，所述第一电解体系的电解池通过盐桥与第二电解体系的电解池相连接，所述照明光源向第一电解体系的电解池输出光照。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一电解体系的工作电极是采用半导体材料制备而成的，所述第二电解体系的工作电极是采用金属材料制备而成的。

作为上述技术方案的进一步改进，所述照明光源是氙灯。