Dual Heterojunctions and Nanobowl Morphology Engineered BiVO4 Photoanodes for Enhanced Solar Water Splitting

异质结 材料科学 光电流 分解水 光电子学 能量转换效率 电子转移 纳米技术 聚合物太阳能电池 可逆氢电极 密度泛函理论 化学工程 电极 光催化 光化学 化学 工作电极 电化学 催化作用 物理化学 生物化学 工程类 计算化学
作者
Kexin Ren,Jiayi Zhou,Zihao Wu,Qi Sun,Limin Qi
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:20 (1): e2304835-e2304835 被引量:23
标识
DOI:10.1002/smll.202304835
摘要

Photoelectrochemical (PEC) water splitting represents an attractive strategy to realize the conversion from solar energy to hydrogen energy, but severe charge recombination in photoanodes significantly limits the conversion efficiency. Herein, a unique BiVO4 (BVO) nanobowl (NB) heterojunction photoanode, which consists of [001]-oriented BiOCl underlayer and BVO nanobowls containing embedded BiOCl nanocrystals, is fabricated by nanosphere lithography followed by in situ transformation. Experimental characterizations and theoretical simulation prove that nanobowl morphology can effectively enhance light absorption while reducing carrier diffusion path. Density functional theory (DFT) calculations show the tendency of electron transfer from BVO to BiOCl. The [001]-oriented BiOCl underlayer forms a compact type II heterojunction with the BVO, favoring electron transfer from BVO through BiOCl to the substrate. Furthermore, the embedded BiOCl nanoparticles form a bulk heterojunction to facilitate bulk electron transfer. Consequently, the dual heterojunctions engineered BVO/BiOCl NB photoanode exhibits attractive PEC performance toward water oxidation with an excellent bulk charge separation efficiency of 95.5%, and a remarkable photocurrent density of 3.38 mA cm-2 at 1.23 V versus reversible hydrogen electrode, a fourfold enhancement compared to the flat BVO counterpart. This work highlights the great potential of integrating dual heterojunctions engineering and morphology engineering in fabricating high-performance photoelectrodes toward efficient solar conversion.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
何耀荣发布了新的文献求助10
1秒前
余儿发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
大个应助WQ采纳,获得10
2秒前
逸神应助jiang采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
夜风完成签到,获得积分10
2秒前
sdbz001完成签到,获得积分0
3秒前
3秒前
3秒前
自信绾绾完成签到,获得积分20
3秒前
了解发布了新的文献求助10
4秒前
清爽的乐曲完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
好好好完成签到,获得积分20
4秒前
CC完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
汤圆完成签到,获得积分10
5秒前
CipherSage应助小毕可乐采纳,获得10
5秒前
zimu8473完成签到,获得积分10
5秒前
Orange应助NING采纳,获得10
5秒前
5秒前
6秒前
孙同学完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
科研通AI2S应助稳重诗珊采纳,获得10
6秒前
淡定的勒完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
夏律发布了新的文献求助10
7秒前
KKK发布了新的文献求助10
7秒前
英姑应助ohh采纳,获得10
8秒前
Lucas应助坦率的从菡采纳,获得10
8秒前
稀尔发布了新的文献求助30
8秒前
无奈的曼青完成签到,获得积分10
8秒前
liushikai应助兴奋觅夏采纳,获得20
8秒前
舒适可乐完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
田様应助winiwn采纳,获得10
9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
Inorganic Chemistry Eighth Edition 1200
Free parameter models in liquid scintillation counting 1000
Anionic polymerization of acenaphthylene: identification of impurity species formed as by-products 1000
Standards for Molecular Testing for Red Cell, Platelet, and Neutrophil Antigens, 7th edition 1000
HANDBOOK OF CHEMISTRY AND PHYSICS 106th edition 1000
ASPEN Adult Nutrition Support Core Curriculum, Fourth Edition 1000
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 6310913
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8127207
关于积分的说明 17029354
捐赠科研通 5368409
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2850402
邀请新用户注册赠送积分活动 1828029
关于科研通互助平台的介绍 1680654