光電化學(xué)研究具有代表性的特性

　　光電化學(xué)研究光電化學(xué)過程是光作用下的電化學(xué)過程,即分子、離子及固體等因吸收光使電子處于激發(fā)態(tài)而產(chǎn)生的電荷傳遞過程。光電化學(xué)研究光電化學(xué)反應(yīng)是在具有不同類型(電子和離子)電導(dǎo)的兩個(gè)導(dǎo)電物相的界面上進(jìn)行的。正光電化學(xué)研究一樣,光電化學(xué)研究光電化學(xué)反應(yīng)體系也伴隨著電流的流動(dòng)。光電化學(xué)研究在電化學(xué)體系中涉及光能和化學(xué)能相互轉(zhuǎn)換的各種過程,其中zui常見的為通過光電化學(xué)反應(yīng)把光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)(或電)能并伴隨有在光照下的電化學(xué)電池中出現(xiàn)光電流的過程,以及其逆過程即化學(xué)(或電)能轉(zhuǎn)換為光能(例如電致化學(xué)發(fā)光過程)。因此,光電化學(xué)研究表明受光激發(fā)后,半導(dǎo)體的價(jià)帶電子進(jìn)入導(dǎo)帶并在價(jià)帶中留下空穴,這些價(jià)帶電子具有較長(zhǎng)的壽命(直到復(fù)合),使它們有充足的時(shí)間參加在電極/電解液界面上的電化學(xué)反應(yīng),正是這種在半導(dǎo)體電極上由光生電子和光生空穴引發(fā)的光電化學(xué)反應(yīng)將成為太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)換、光化學(xué)轉(zhuǎn)換與儲(chǔ)存的理論基礎(chǔ)。

　　光電化學(xué)研究除了要按常規(guī)電化學(xué)測(cè)定方法以外,還要考慮其特性。我們知道,以伏安法為中心的電化學(xué)測(cè)定方法是將化學(xué)性質(zhì)的變化歸結(jié)為電化學(xué)反應(yīng),也就是以體系中的電位、電流或者電量作為體系中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的量度進(jìn)行測(cè)定的方法。但在光電化學(xué)研究中,還應(yīng)考慮到光學(xué)系統(tǒng)。在光照條件下,體系中電極上所產(chǎn)生的與光強(qiáng)同步的光電流、光電壓的變化情況以及與其內(nèi)在的等性質(zhì),所涉及的實(shí)驗(yàn)技術(shù)及設(shè)備較多,除了透射電鏡、紅外光譜、紫外可見光譜、恒電位儀等常用儀器外,還需要用到鎖定放大器、光斬波器、信號(hào)平均儀、單色儀及存儲(chǔ)示波器和微機(jī)等設(shè)備。

　　目前,光電化學(xué)研究主要是以半導(dǎo)體電極或半導(dǎo)體微粒多孔膜電極為光電化學(xué)研究對(duì)象,把它浸在電解質(zhì)溶液中,研究其光電轉(zhuǎn)換規(guī)律以及在光照下的電化學(xué)性質(zhì)。光電化學(xué)的歷程一般都較為復(fù)雜,光電化學(xué)研究具有代表性的幾種歷程[1]有:(1)半導(dǎo)體光電化學(xué)過程;(2)半導(dǎo)體光催化過程;(3)光激發(fā)粒子的電荷遷移過程;(4)分子或離子的光催化過程;(5)光伽伐尼過程;(6)電化學(xué)發(fā)光的過程;(7)光合成模擬過程。