A Novel Approach for Achieving High‐Efficiency Photoelectrochemical Water Oxidation in InGaN Nanorods Grown on Si System: MXene Nanosheets as Multifunctional Interfacial Modifier

材料科学 纳米棒 欧姆接触 半导体 电解质 分解水 化学工程 电极 纳米技术 能量转换效率 异质结 光电子学 光催化 光电流 图层(电子) 催化作用 化学 物理化学 工程类 生物化学
作者
Jing Lin,Yuefeng Yu,Zhijie Zhang,Fangliang Gao,Sheng Liu,Wenliang Wang,Guoqiang Li
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:30 (13) 被引量:86
标识
DOI:10.1002/adfm.201910479
摘要

Abstract MXene nanosheets with attractive electrical conductivity and tunable work function have been adopted as multifunctional interfacial modifier between InGaN nanorods and Si for photoelectrochemical water oxidation for the first time. Compared to bare InGaN/Si systems, MXene interfacial layers give rise to an ultralow onset potential of 75 mV versus reversible hydrogen electrode (RHE), which is the highest ever reported for InGaN‐ or Si‐based photoanodes by interfacial modification. Furthermore, the modified photoanode exhibits a significantly enhanced photocurrent density (7.27 mA cm −2 ) at 1.23 V versus RHE, which is about 10 times higher than that achieved with the InGaN/Si photoanode. The detailed mechanism demonstrates that the formed type‐II band alignment in InGaN/MXene heterojunction and an Ohmic junction at the MXene/Si interface make MXene an ideal electron‐migration channel to enhance charge separation and transfer process. This synergetic effect of MXene can significantly decrease the charge resistance at semiconductor/Si and semiconductor/electrolyte hetero‐interfaces, eventually resulting in the fast hole injection efficiency of 82% and superior stability against photocorrosion. This work not only provides valuable guidance for designing high‐efficiency photoelectrodes through the integration of multiscale and multifunctional materials, but also presents a novel strategy for achieving high‐performance artificial photosynthesis by introducing interfacial modifier.

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
nn完成签到,获得积分10
1秒前
炙热猎豹完成签到,获得积分10
1秒前
plain完成签到,获得积分10
2秒前
小于爱科研完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
ChangShengtzu完成签到 ,获得积分10
4秒前
衢夭完成签到,获得积分10
4秒前
nicebro完成签到,获得积分10
4秒前
Lliu完成签到,获得积分10
5秒前
小马甲应助谢雨霁采纳,获得10
5秒前
果断的荸荠在登山完成签到,获得积分10
6秒前
科研通AI2S应助荒谬采纳,获得10
6秒前
帅玉玉完成签到,获得积分10
7秒前
相由心生完成签到,获得积分10
7秒前
王玥1266完成签到,获得积分10
8秒前
一见憘完成签到 ,获得积分10
9秒前
huanhuan完成签到,获得积分10
9秒前
yoyo完成签到 ,获得积分10
10秒前
袁小二完成签到 ,获得积分10
11秒前
张朝欣完成签到,获得积分10
12秒前
义气尔芙完成签到,获得积分10
13秒前
北风完成签到,获得积分10
13秒前
Huansun完成签到,获得积分10
14秒前
包包琪完成签到 ,获得积分10
16秒前
吾身无拘完成签到,获得积分10
16秒前
蓝翔小仙女完成签到,获得积分10
16秒前
纯真的夏兰完成签到,获得积分10
17秒前
小二郎应助yang采纳,获得10
17秒前
清修发布了新的文献求助10
18秒前
徐锦华完成签到 ,获得积分10
18秒前
哈哈完成签到,获得积分10
19秒前
lemon完成签到 ,获得积分10
20秒前
WJane完成签到,获得积分10
21秒前
赘婿应助科研小白采纳,获得30
22秒前
22秒前
yang完成签到,获得积分20
24秒前
bonjourqiao完成签到,获得积分10
24秒前
嬴政飞完成签到,获得积分10
24秒前
24秒前
朱洪帆完成签到,获得积分20
26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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1500
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
CLSI M100 Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing 36th edition 400
Cancer Targets: Novel Therapies and Emerging Research Directions (Part 1) 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6362335
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8176040
关于积分的说明 17224917
捐赠科研通 5417007
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2866686
邀请新用户注册赠送积分活动 1843801
关于科研通互助平台的介绍 1691625