Characterizing the Geometry and Quantifying the Impact of Nanoscopic Electrocatalyst/Semiconductor Interfaces under Solar Water Splitting Conditions

纳米尺度 材料科学 电催化剂 半导体 电解质 纳米技术 分解水 纳米颗粒 接口(物质) 电化学 化学物理 光电子学 电极 物理化学 催化作用 化学 复合材料 毛细管作用 光催化 生物化学 毛细管数
作者
John Hemmerling,Aarti Mathur,Suljo Linic
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:12 (11) 被引量:14
标识
DOI:10.1002/aenm.202103798
摘要

Abstract The materials that are receiving the most attention in photoelectrochemical water splitting are metallic nanoparticle electrocatalysts (np‐EC) attached to the surface of a semiconductor (SC) light absorber. In these multicomponent systems, the interface between the semiconductor and electrocatalysts critically affects performance. However, the np‐EC/SC interface remains poorly understood as it is complex on atomic scales, dynamic under reaction conditions, and inaccessible to direct experimental probes. This contribution sheds light on how the electrocatalyst/semiconductor interface evolves under reaction conditions by investigating the behavior of nickel electrocatalysts (as nanoparticles and films) deposited on silicon semiconductors. Rigorous electrochemical experiments, interfacial atomistic characterization, and computational modeling are combined to demonstrate critical links between the atomistic features of the interface and the overall performance. It is shown that electrolyte‐induced atomistic changes to the interface lead to (1) modulation of the charge carrier fluxes and a dramatic decrease in the electron/hole recombination rates and (2) a change in the barrier height of the interface. Furthermore, the critical roles of nonidealities and electrocatalyst coverage due to interfacial geometry are explored. Each of these factors must be considered to optimize the design of metal/semiconductor interfaces which are broadly applicable to photoelectrocatalysis and photovoltaic research.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
l六分之一发布了新的文献求助10
刚刚
Cymatics完成签到 ,获得积分10
1秒前
霜二完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
zhangling发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
典雅的俊驰完成签到,获得积分10
4秒前
蓝天海完成签到,获得积分0
5秒前
shanshanshan发布了新的文献求助10
7秒前
always完成签到 ,获得积分10
7秒前
听星伴月完成签到,获得积分10
7秒前
damiao发布了新的文献求助10
8秒前
小Q啊啾发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
hehe完成签到,获得积分20
10秒前
MADKAI发布了新的文献求助10
10秒前
wxj完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
dm完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
自挂东南枝完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
学者完成签到,获得积分10
13秒前
ES发布了新的文献求助10
14秒前
qiuxue完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
15秒前
16秒前
高贵熊猫发布了新的文献求助10
16秒前
江南完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
17秒前
17秒前
wxj发布了新的文献求助10
18秒前
洁净行云发布了新的文献求助10
18秒前
ttracc完成签到 ,获得积分10
19秒前
世界发布了新的文献求助10
19秒前
Ivan完成签到,获得积分10
19秒前
Lawliet发布了新的文献求助10
20秒前
第五个完全数完成签到,获得积分10
20秒前
高分求助中
Evolution 10000
ISSN 2159-8274 EISSN 2159-8290 1000
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
Ore genesis in the Zambian Copperbelt with particular reference to the northern sector of the Chambishi basin 500
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3160609
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2811828
关于积分的说明 7893452
捐赠科研通 2470647
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1315718
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 630929
版权声明 602052