광전기화학(PEC) 물 정화 시스템에서 광음극의 미세구조 제어는 유기 오염물 분해 효율을 결정하는 중요한 요소이다. 본 논문에서는 전착 공정을 이용해 Cu2O 광음극을 제조하고, 인가 전압에 따른 결정 구조 변화와 광전기화학적 물 정화 성능의 상관관계를 분석하였다. (111) 결정면의 우선 성장을 유도하기 위해 전해질의 pH를 11로 고정하였으며, linear sweep voltammetry분석을 통해 Cu2O가 안정적으로 형성되는 전압 범위를 0.3~0.7 VAg/AgCl로 설정하였다. 해당 전압 조건에서 전착된 Cu2O의 구조적 특성은 XRD 및 SEM 분석을 통해 평가하였고, 광전기화학적 성능은 메틸 오렌지를 모델 오염물질로 사용하여 분석하였다. 그 결과 0.5 VAg/AgCl 조건에서 제조된 Cu2O 광음극이 우수한 (111) 우선 배향과 큰 결정립 크기를 나타냈으며, 높은 광전류 밀도와 장기 안정성을 기반으로 효과적인 메틸 오렌지 분해 성능을 보였다. 이러한 결과는전착 전압 제어를 통해 Cu2O 광음극의 성능을 향상시킬 수 있음을 보여주며, 친환경적인 PEC물 정화 응용 가능성을 제시한다.

Control of the microstructure of photocathodes is a key factor governing the efficiencyof organic pollutant degradation in photoelectrochemical (PEC) water purification systems. Cu2O photocathodes were prepared via electrodeposition, and the relationship between applied deposition voltage, crystal structure, and PEC water purification performance was investigated. To promote preferential growth along the (111) crystallographic direction, the electrolyte pH was maintained at 11, and the potential window for stable Cu2O deposition was determined to be 0.3 to 0.7 VAg/AgCl by linear sweep voltammetry. The structural properties of the electrodeposited Cu2O films were characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy, while their PEC performance was evaluated using methyl orange as a model organic pollutant. The Cu2O photocathode deposited at 0.5 VAg/AgCl exhibited a pronounced (111) preferred orientation, enlarged grain size, and a uniform film morphology, resulting in the highest photocurrent density and excellent operational stability under simulated 1-sun illumination. These findings demonstrate that precise control of electrodeposition voltage is crucial for optimizing the PEC performance of Cu2O photocathodes and highlight their potential for environmentally friendly water purification applications.