光催化机理研究：表面光电压测试

表面光电压（SPV）技术是非接触式测量方法，该技术可对光照以后半导体表面的电压变化进行测量，并具有较高的灵敏度。

近年来，表面光电压技术已广泛应用于光解水制氢、太阳能电池、光催化降解、光电气敏以及光电化学水氧化等研究领域中，研究人员利用表面光电压技术与材料领域相结合，可解释相应反应过程中光生电荷的动力学行为，深入了解光生电荷在半导体中分离、传输以及复合过程。

表面光电压技术可以用来确定半导体导电类型、测定少数载流子的扩散距离、表面态参数测定及光生电荷行为，还可以提供半导体材料的电荷跃迁属性、缺陷态、异质结电荷转移、量子尺寸效应、量子限域特性、光生电荷分离、传输及复合等信息。

表面光电压主要包括稳态表面光电压和瞬态表面光电压。

稳态表面光电压测试是基于锁相放大器实现的，如图1所示，可得到半导体的导电类型、禁带宽度以及表/界面光生电荷载流子的分离效率等重要参数。

图1. 稳态表面光电压谱仪示意图

瞬态表面光电压测试是在稳态表面光电压的基础上，以脉冲激光为光源的测试体系，如图2所示，不仅可以反映出材料中光生电荷载流子的分离效率，更能有效地给出材料光生电荷载流子分离的微观动力学信息和电荷传输能力。

图2. 瞬态表面光电压谱仪示意图

图3. 表面光电压谱仪实验室现场照片