上一期我們講了光催化中的量子產(chǎn)率相關(guān)參數(shù)指標(biāo)的描述,，這一期我們將講述的是光電催化研究中的光-電能量轉(zhuǎn)化效率參數(shù)指標(biāo)的描述,。

光電催化實驗中的量子效率

1.外量子效率(External Quantum Efficiency, EQE)亦稱光電轉(zhuǎn)化效率(Incident Photon-to-Current Efficiency, IPCE)^[1]：特定波長入射光子產(chǎn)生的電子數(shù)與入射光子數(shù)的比例，本質(zhì)上是光子效率,。計算公式如下：

j_ph：光電流密度（mA·cm^-2）,，通過計時電流法（恒電位）測得； 

h：普朗克常量（6.62×10^-34 J·s）; 

c：光速（3.0×108 m·s^-1）;

e：單個電子所攜帶的電量（1.6×10^-19 C）; 

P_mono：單色光的光功率密度（mW·cm^-2）; 

λ：單色光波長,。

需注意的是,，在IPCE/EQE的計算中，默認(rèn)法拉第效率η為100%,，即產(chǎn)生的所有光生電子全部用于目標(biāo)產(chǎn)物的生成,。IPCE的測量過程中允許施加偏壓，而光電催化測量STH時不允許施加任何偏壓,。 

光電催化實驗中的量子效率

2.內(nèi)量子效率(Internal Quantum Efficiency, IQE)亦稱吸收光電轉(zhuǎn)化效率(Absorbed Photon-to-Current Efficiency, APCE)^[1]：特定波長的入射光子產(chǎn)生的電子數(shù)與所吸收光子數(shù)的比例,，本質(zhì)上是量子效率。計算公式如下：

A：反應(yīng)體系的吸光度,。

EQE/IPCE和IQE/APCE主要針對于光電催化研究,。與光子效率和量子效率類似，EQE/IPCE強調(diào)“入射光”的概念,，而IQE/APCE強調(diào)“吸收光”,，EQE/IPCE可直接計算。 

光電催化實驗中的量子效率

3.外加偏壓光電流下轉(zhuǎn)化效率(Applied Bias Photon-to-current Efficiency, ABPE)^[1]：在一定偏壓條件下,，輸入的太陽能轉(zhuǎn)化為氫能的比例^[1],。區(qū)別于STH，ABPE是扣除電能貢獻(xiàn)的能量轉(zhuǎn)化效率,。

V_redox：反應(yīng)的熱力學(xué)電勢(V),，分解水反應(yīng)中，Vredox=1.23 V,； 

V_app：兩電極體系中,，相對于對電極的外加偏壓(V)，應(yīng)小于1.23 V,； 

ηF：生成H₂的法拉第效率,； 

P_light：AM 1.5G標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜的光功率密度（100 mW·cm^-2）。

以上內(nèi)容就是光電催化研究中,，常見的活性評價指標(biāo)的量子產(chǎn)率定義與計算方法,。 在光催化分解水研究中，我們最常用到的量子產(chǎn)率是AQY和STH,。 在光電催化分解水研究中,，最常用到的量子產(chǎn)率是IPCE和STH或ABPE?？偠灾?，效率強調(diào)特定波長的入射光； 產(chǎn)率強調(diào)單色光； EQE/IPCE強調(diào)入射光,； IQE/APCE強調(diào)吸收光,。

參考文獻(xiàn)