Abstrak
Sel fotoelektrokimia (PEC) berbasis silikon menawarkan keuntungan signifikan untuk konversi bahan bakar surya ke bahan bakar bersih tetapi menghadapi tantangan seperti rekombinasi permukaan dan stabilitas yang buruk, yang memerlukan pemahaman yang komprehensif tentang mekanisme kegagalan perangkat dan strategi mitigasi yang efektif. Dengan menggunakan silikon tipe-n yang dihias nikel (n-Si/Ni) sebagai fotoelektroda model, kami menunjukkan bahwa restrukturisasi permukaan selama operasi awalnya memasivasi rekombinasi permukaan tetapi akhirnya memblokir transfer lubang yang dihasilkan foto, yang menyebabkan kegagalan perangkat. Untuk mengurangi tantangan ini, lapisan tantalum oksida (TaOx) yang sangat tipis (<1 nm) diperkenalkan melalui pengendapan lapisan atom (ALD). Lapisan TaOx ini berfungsi sebagai kontak pasif dan lapisan tahan korosi. Elektroda n-Si/TaOx/Ni mencapai peningkatan fotovoltase dari 150 mV menjadi 500 mV dan secara signifikan memperpanjang umur perangkat, mempertahankan kinerja lebih dari 90% selama 500 jam dalam 1 M KOH pada 1,52 V dibandingkan RHE. Hasil-hasil ini menyoroti penerapan TaOx amorf dalam meningkatkan efisiensi dan daya tahan sistem PEC berbasis silikon, menyediakan strategi pasif dan perlindungan secara bersamaan untuk teknologi konversi tenaga surya menjadi bahan bakar dalam kondisi yang keras.
Interlayer Pasivasi TaOx Terowongan yang Kuat Memungkinkan Oksidasi Air Tenaga Surya Jangka Panjang
