CdS 和 PbS 量子点是一种很具发展潜力的宽带隙半导体的共敏化剂,将其共敏化高有序 TiO2 纳米管阵列光电极能有效拓展光谱响应范围。 用原子层沉积技(Atomic layer deposition, ALD)在量子点敏化 TiO2 纳米管阵列结构的外表面沉积一层均匀、保形性好的超薄 Al2O3 覆盖层,能大幅提高电极的光电性能。 在模拟太阳光照下,沉积了 30 个 ALD 周期 Al2O3 层(1.5 nm)的光电极显示出了最高的光电流密度 5.19 mAcm-2,是纯 TiO2 纳米管阵列电极的 52 倍,比未经 Al2O3 修饰的量子点敏化 TiO2 纳米管阵列的光电流密度提升了 60%。除了超薄 Al2O3 覆盖层,利用 ALD 技术在量子点敏化纳米管阵列外表面还沉积了 ZnO 和TiO2 覆盖层,并对不同覆盖层的影响规律和作用机理进行了系统研究。结果表明,ZnO 和 TiO2 覆盖层仅能够降低电荷转移电阻,而 Al2O3 覆盖层还能够起到钝化表面缺陷降低载流子复合的作用。 ALD 技术简单方便,非常适用于光电化学分解水高性能光电极的研发和优化。