n型半導体の陽極溶解における熱力学的ポテンシャル：光電気化学セルにおける耐久性と効率を制御する重要な要因および新しい電極／電解質系の選択における重要な基準

私たちは、n型半導体（例：の標準電位はSCEに対して+0.08V）の陽極溶解が熱力学的に安定したn型半導体ベースの光電気化学セルの最終効率において重要な役割を果たすことを示します。光生成ホールの競合的捕捉のために使用できるレドックス活性物質の選択は、生成物が半導体を酸化する可能性を持たないシステムに限られます。ここで、は界面における価電子帯と伝導帯の位置をそれぞれ表し、半導体が光陽極溶解を経る場合、はより負の電位にある（参照に対して）必要があります。ある電解質成分、たとえばAによる競合的ホール捕捉によって光陽極溶解が消失することは、がより負の電位にある場合に可能です。しかしさらに、A+、酸化生成物が半導体を酸化できない場合、はより負でなければなりません。その結果、半導体がA/A+電解質中で熱力学的に安定であるためには、最大光起電力出力、はより負のより大きくなってはならないのです。自然に、より正の酸化剤に対する半導体の運動学的不活性がその存在や／またはより効率的なセルにおける使用を可能にするかもしれません。水性電解質中のn型および半導体について詳細に扱います。p型材料に関していくつかの予備的コメントをします。