1、光電化學制氫技術(shù)利用吸收能量大于半導體禁帶寬度的光將水分解為氫氣和氧氣，是轉(zhuǎn)化和存儲太陽能的最有應用前景的技術(shù)之一。帶隙在2.1 eV左右的α-Fe2O3因具有和太陽光譜較好的匹配、適當?shù)哪軒н吘壩恢?、良好的化學穩(wěn)定性以及廉價、環(huán)境友好等優(yōu)點受到廣泛的關(guān)注，是當前研究的最具希望的光陽極材料。但α-Fe2O3在光電化學應用中也存在光生載流子壽命短、氧化水反應的界面電荷轉(zhuǎn)移動力學慢等問題，研究氧化鐵-溶液界面對認識水的光氧化過程、提高氧化鐵

2、量子效率具有重要的科學意義?；诖?，本論文制備了α-Fe2O3薄膜電極并在其表面沉積不同厚度的TiO2層以及進行Ar等離子體表面處理。利用XRD、SEM等手段分析了樣品的成分結(jié)構(gòu)，結(jié)合吸收光譜分析和光電化學性能測試研究了界面的光生電荷轉(zhuǎn)移過程，取得了如下研究結(jié)果:
　　1、TiO2修飾Fe2O3薄膜的物相、吸光度、表面結(jié)構(gòu)不會發(fā)生明顯變化，但是其光電化學性能大幅提高:5 nm TiO2的覆蓋能夠?qū)⑵鹗茧娢唤档?0 mV，并使1.2

3、3 V vs RHE偏壓下的光電流從0.09 mA/cm2提高為0.30 mA/cm2; Sn摻雜的Fe2O3薄膜經(jīng)過5 nm TiO2的覆蓋，起始電位降低了60 mV，1.23 V vs RHE的光電流提高為0.30 mA/cm2。
　　2、 TiO2薄膜修飾Fe2O3薄膜提升其光電化學性能的主要原因TiO2可以有效抑制Fe2O3的表面態(tài)密度，減弱表面Fermi能級的釘扎。但是當修飾層過厚時，TiO2與Fe2O3的界面位壘阻礙光

4、生空穴向液體的轉(zhuǎn)移。
　　3、Ar等離子體表面處理可以有效地在Sn摻雜Fe2O3薄膜表面引入缺陷，使基底的表面形貌發(fā)生改變，并提高600 nm以上波長的光的吸收，說明表面缺陷能級位于禁帶內(nèi)部。Ar等離子體表面處理可以大幅提升Sn摻雜的α-Fe2O3薄膜的光電化學性能。
　　4、Ar等離子體表面處理所帶來的光電化學特性的改變源自于比表面積的增加及表面處理所帶來的大量表面缺陷，生成的表面態(tài)在樣品表面起到了Fermi能級釘扎和界面