在光電化學 (PEC) 水分解中，使用陽光和稱為光電化學材料的專門半導體從水中產生氫氣，這些半導體使用光能將水分子直接分解為氫氣和氧氣。氫是最有前途的清潔能源，具有非常高的重量能量密度和環境友好性。

 

最近關於通過光電化學 (PEC) 水分解生產 H2 的大多數研究都集中在使用用作光陽極的 n 型半導體金屬氧化物材料。然而，PEC 設備的穩定性和效率較低，阻礙了它們進入市場。因此，有必要提高 PEC 水分解的光電化學性能。

 

 

據報導，硼已通過一步溶膠-凝膠法作為摻雜劑應用於納米結構的 WO3 薄膜。科學家成功合成了硼摻雜的三氧化鎢薄膜（B-WO3）用於光電化學（PEC）水分解，與未摻雜的 WO3 薄膜相比，PEC 性能大大提高了 25%。 B-WO3 光陽極已通過約 25% 的水氧化光電流得到廣泛增強，在標準太陽能條件 (AM 1.5) 下，與可逆氫電極 (RHE) 相比，在 1.23 V 下達到 2.15 mA/cm2。 B-WO3的合成過程如下：

 

 

首先，使用溶膠-凝膠法形成厚度約為 1.2 μm 的納米級 WO3 薄膜。然後，前體由（聚）鎢酸（通過陽離子交換柱洗脫 Na2WO4 溶液而新鮮製備）和有機絡合劑（也用作致孔劑）、低分子量聚乙二醇 (PEG) 300 組成.WO3/PEG比率為0.5w/w。硼酸 (H3BO3) 是添加到前體中的硼源，分別獲得 10 at.% 和 20 at.% 的 B/W 比。摻氟 SnO2 (FTO) 導電玻璃（皮爾金頓玻璃，電阻 8-10 Ω/平方）用作基板。 FTO 樣品首先用丙酮清洗，然後在去離子水中超聲處理幾個小時。使用刮刀技術將一些膠體前體滴在 FTO 基板上，在 100°C 的空氣中乾燥，隨後，樣品在流動的氧氣中在 550°C 下退火 30 分鐘。單層 WO3 的厚度為 0.35-0.45 μm；更厚的薄膜是通過連續應用前體形成的，每次都進行退火。

 

總之，科學家成功合成了用於光電化學（PEC）水分解的硼摻雜三氧化鎢薄膜，與未摻雜的 WO3 薄膜相比，PEC 性能大大提高了 25%。在模擬太陽能 AM 1.5 光照下進行的光電化學 (PEC) 研究表明，B-WO3 光陽極的水氧化光電流顯著增強，比類似厚度的未摻雜 WO3 薄膜高約 25%。