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Li-ZnO ferroelectric PEC photoanode

Li-ZnO 강유전체 PEC 광양극

조립된 Li-doped-ZnO-nanowire/ITO 광양극은 접촉 폴링(contact poling)을 통해 PEC 물 분해 성능을 제어하며, 이는 paper_059의 소자이다 (see Lee et al., J. Mater. Chem. A (2016)).

폴링

100 kV cm⁻¹ (65 °C, 20 h) 조건의 접촉 고전압 폴링으로 잔류 분극 방향을 설정한다 (see Lee et al., J. Mater. Chem. A (2016), Methods).

성능 (3전극, 0.5 M Na₂SO₄, AM 1.5G 100 mW cm⁻², 조촉매/감광제 없음)

폴링 방향	Jph @1.23 V vs RHE	η_PEC	R_CT	STH (무편향, 2전극)
양(positive)	0.50 mA cm⁻²	0.24% @0.7 V	33 kΩ	~0.2%
미폴링	0.44 mA cm⁻²	—	—	~0.1%
음(negative)	~0.30 mA cm⁻²	0.14%	100 kΩ	~0.14%

모든 값은 Lee et al., J. Mater. Chem. A (2016), Figs. 3–4, ESI Table S₂ 참조. 양방향 폴링은 NW/전해질 계면에서 상향 가전자대 밴드 굽힘(Mott–Schottky, ESI Fig. S₁)과 확장된 공핍층을 형성한다.

안정성/검증 관련 주의사항. Jsc는 5 s 이내에 0.4 → 0.16 mA cm⁻²로 감소하며 (캐리어 축적, OER 조촉매 없음); STH는 기체 발생의 직접 검증 없이 Jsc로부터 추산된 값이고; 광흡수는 UV 영역에 한정된다 (밴드갭 3.2 eV).

성능 데이터는 photocurrent-density-pec 및 solar-to-hydrogen-efficiency에 연결되며, 기저 원리는 ferroelectric-polarization-charge-separation에 해당한다 (여기서는 분말의 코로나 폴링이 아닌 기판 NW 어레이의 접촉 폴링을 적용).