将太阳能通过光催化分解水制氢反应转换成清洁高效的氢能,在解决当前能源和环境问题方面有潜在的应用前景。氧化亚铜容易制备、廉价且具有较高的光电转换效率,是极具潜力的P型半导体光催化电极材料。本文采用电沉积的方法制备了暴露不同晶面的氧化亚铜薄片,并以此为阴极采用光照产生光电流的实验对其性能进行检测。运用SEM、XRD等表征手段分析其物化特性,结果表明:在酸性条件下氧化亚铜晶体更倾向于沿着{100}方向生长,暴露更多的{111}晶面;在碱性条件下更容易沿{111}方向生长,暴露更多{100}晶面。由测试电压-光电流密度曲线得知,随着{100}晶面暴露增多,氧化亚铜薄片的活性越高,这表明{100}晶面是氧化亚铜的较高活性晶面;根据时间-光电流曲线,{111}晶面暴露越多,氧化亚铜薄片失活的速度越慢,判断{111}晶面是氧化亚铜的稳定性晶面。通过水热合成的方法,选择合成出暴露不同晶面的氧化亚铜颗粒。为阐明氧化亚铜的失活机理,用氯化亚锡作为电子捕获剂,用硫酸锰作为空穴捕获剂研究氧化亚铜不同晶面之间载流子的传输机制。结果表明:光生空穴容易在{100}晶面发生聚集,而光生电子则是传导向每一个晶面,这是导致氧化亚铜{100}晶面比其他晶面更容易发生光腐蚀的原因。氧化亚铜的失活过程是首先在光生空穴腐蚀下生成了二价铜离子,然后在表面光沉积形成了零价铜。