| 초록 |
광 전기화학적 물분해는 친환경 에너지원 중 하나인 태양에너지를 활용하여 수소를 생산할 수 있는 한 방법이다. 이는 고갈되는 화석연료를 대체하기 위한 수단 중 하나로 친환경적이며 재생 가능한 방법이라는 장점을 가지고 있다. 이에 따라 태양광을 이용한 물분해용 광촉매 재료 물질 확보에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그리하여 최근, p-n 이종접합 구조를 구성하는 산화물 반도체에 대한 연구가 광전기화학 셀 개발의 가능성을 열었다. 본 연구에는 넓은 밴드갭을 가진 산화아연(~3.4 eV) 나노로드에 좁은 밴드갭을 가진 산화구리(~2.0 eV) 박막을 덮어 안정한 산화물 p-n 이종접합 전극을 제작하였다. 제작 방법으로 산화 인듐 주석 코팅이 된 기판 위에 수열합성법을 이용하여 산화아연 나노로드를 합성하고 정전류 도금을 이용하여 산화구리(Ⅰ) 박막을 형성하였다. 이종접합 구조는 전기 주사 현미경과 X선 분광법으로 확인하였다. 산화구리(Ⅰ)/산화아연 이종접합 구조는 상온에서 전류 다이오드 특성을 나타낸다. 또한, 가시광선 하에 인상적인 광 변환 효율을 보여준다. 이는 빛 흡수와 전하 분리를 통한 이종접합의 상승효과로 볼 수 있다. 이처럼, p형 산화구리(Ⅰ) 박막과 n형 산화아연 나노로드로 이루어진 이종접합 구조는 태양광을 이용한 수소 생산의 가능성을 보여줄 것이다. |
