已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Enhanced Solar Water Oxidation Performance of TiO2 via Band Edge Engineering: A Tale of Sulfur Doping and Earth-Abundant CZTS Nanoparticles Sensitization

捷克先令 材料科学 兴奋剂 光电流 带隙 介电谱 掺杂剂 密度泛函理论 纳米颗粒 光电子学 分解水 纳米技术 纳米棒 可见光谱 能量转换效率 电化学 化学 电极 计算化学 物理化学 生物化学 光催化 催化作用
作者
Mahesh P. Suryawanshi,Uma V. Ghorpade,Seung Wook Shin,Myeng Gil Gang,Xiaoming Wang,Hyunwoong Park,Soon Hyung Kang,Jin Hyeok Kim
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:7 (12): 8077-8089 被引量:48
标识
DOI:10.1021/acscatal.7b02102
摘要

We report the rational design and fabrication of earth-abundant, visible-light-absorbing Cu2ZnSnS4 (CZTS) nanoparticle (NP) in situ sensitized S doped TiO2 nanoarchitectures for high-efficiency solar water splitting. Our systematic studies reveal that these nanoarchitectures significantly enhance the visible-light photoactivity in comparison to that of TiO2, S doped TiO2, and CZTS NP sensitized TiO2. Detailed photoelectrochemical (PEC) studies demonstrate an unprecedented enhancement in the photocurrent density and incident photon to electron conversion efficiency (IPCE). This enhancement is attributed to the significantly improved visible-light absorption and more efficient charge separation and transfer/transport, resulting from the synergistic influence of CZTS NP sensitization and S doping, which were confirmed by electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Moreover, density functional theory (DFT) calculations supported by the experimental evidence revealed that the gradient S dopant concentration along the depth direction of TiO2 nanorods led to the band gap grading from ∼2.3 to 2.7 eV. This S gradient doping introduced a terraced band structure via upshift of the valence band (VB), which provides channels for easy hole transport from the VB of S-doped TiO2 to the VB of CZTS and thereby enhances the charge transport properties of the CZTS/S-TNR photoanode. This work demonstrates the rational design and fabrication of nanoarchitectures via band edge engineering to improve the PEC performance using simultaneous earth-abundant CZTS NP sensitization and S doping. This work also provides useful insight into the further development of different nanoarchitectures using similar combinations for energy-harvesting-related applications.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
喽喽发布了新的文献求助10
1秒前
MDZZZZZ发布了新的文献求助20
3秒前
Owen应助説書人采纳,获得10
3秒前
3秒前
Caleb完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
研友_ngqgY8发布了新的文献求助10
7秒前
moumou完成签到 ,获得积分10
7秒前
11秒前
12秒前
lighting完成签到 ,获得积分10
13秒前
説書人完成签到,获得积分10
14秒前
18秒前
6666应助999999采纳,获得10
20秒前
小蘑菇应助Cmax_采纳,获得10
21秒前
Enso发布了新的文献求助10
22秒前
爱骑车的CH完成签到 ,获得积分10
22秒前
深情安青应助enen采纳,获得10
23秒前
CodeCraft应助enen采纳,获得10
23秒前
MDZZZZZ发布了新的文献求助20
23秒前
23秒前
笔至梦花完成签到 ,获得积分10
24秒前
24秒前
俭朴蜜蜂完成签到 ,获得积分10
27秒前
28秒前
小胖发布了新的文献求助10
29秒前
JackWu发布了新的文献求助10
32秒前
Cmax_完成签到,获得积分20
32秒前
呜哩哇啦发布了新的文献求助10
32秒前
32秒前
ycy完成签到 ,获得积分10
34秒前
35秒前
柠栀完成签到 ,获得积分10
36秒前
36秒前
帅气的如豹完成签到,获得积分20
38秒前
呆呆完成签到 ,获得积分10
38秒前
Feiguo_Fang发布了新的文献求助10
39秒前
ANKAR发布了新的文献求助10
39秒前
李健的小迷弟应助小胖采纳,获得10
39秒前
开开心心完成签到 ,获得积分10
39秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
《药学类医疗服务价格项目立项指南(征求意见稿)》 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
nephSAP® Nephrology Self-Assessment Program - Hypertension The American Society of Nephrology 500
Digital and Social Media Marketing 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5627596
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4714312
关于积分的说明 14962855
捐赠科研通 4785241
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2555047
邀请新用户注册赠送积分活动 1516447
关于科研通互助平台的介绍 1476819