Ferroelectric polarization-enhanced charge separation in quantum dots sensitized semiconductor hybrid for photoelectrochemical hydrogen production

材料科学 光电流 极化(电化学) 铁电性 钛酸钡 介电谱 光电子学 量子点 光致发光 可逆氢电极 半导体 纳米技术 电极 电化学 工作电极 物理化学 电介质 化学
作者
Min Zhang,Faying Li,Daniele Benetti,Riad Nechache,Qin Wei,Xiwei Qi,Federico Rosei
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier BV]
卷期号:81: 105626-105626 被引量:37
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2020.105626
摘要

A major unresolved challenge in photoelectrochemical (PEC) solar fuels production is the efficient separation of charges. Here we successfully synthesized a hybrid ferroelectric-semiconducting TiO2 system as photoanode, sensitized with colloidal quantum dots (QDs) to enhance light absorption. By tuning the amount of barium titanate (BaTiO3, BTO) in the photoanode composition and its polarization state, we could obtain a remarkable enhancement up to + 105% compared to the simple TiO2 photoanode. By using engineered QDs with a gradient interface, the photoanode reached a photocurrent density (Jph) and charge-separation efficiency (ηseparation) of 15.3 mA cm−2 and 22.3% at 0.5 V versus the reversible hydrogen electrode (RHE), respectively. To investigate the general beneficial effect of the addition of BTO, three different kinds of QDs were used. By systematically investigating UV–Visible absorption and band alignment, we were able to attribute the increased Jph to an improved charge separation, which was induced by the ferroelectric depolarization electric field. The results were further confirmed by photoluminescence and electrochemical impedance spectroscopy measurements. Our work provides unique insights to improve the performance of PEC photoelectrodes by combining ferroelectric and semiconducting features with the broad absorption of colloidal QDs.
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
1秒前
Akim应助fu采纳,获得10
2秒前
明芬发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
勤奋乞关注了科研通微信公众号
3秒前
沉静婉清完成签到,获得积分20
3秒前
5秒前
8秒前
危机发布了新的文献求助10
9秒前
辛勤青曼完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
11秒前
冷酷严青发布了新的文献求助10
11秒前
鲁鱼完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
13秒前
李健应助saki采纳,获得10
13秒前
CipherSage应助沉静婉清采纳,获得10
15秒前
spring发布了新的文献求助10
15秒前
英姑应助朴素采纳,获得10
15秒前
Yibin0719发布了新的文献求助10
16秒前
kunyuli发布了新的文献求助10
16秒前
fu发布了新的文献求助10
16秒前
完美世界应助酱鱼采纳,获得10
16秒前
447完成签到,获得积分10
17秒前
Alien完成签到,获得积分20
17秒前
陈炜smile完成签到,获得积分10
18秒前
楚舜华完成签到,获得积分10
19秒前
隐形长颈鹿完成签到,获得积分20
22秒前
fu完成签到,获得积分10
24秒前
24秒前
24秒前
金果果完成签到,获得积分20
25秒前
伤心贝果关注了科研通微信公众号
26秒前
勤奋乞完成签到,获得积分10
26秒前
秋临完成签到 ,获得积分10
26秒前
27秒前
虎虎完成签到,获得积分10
28秒前
直率的芫发布了新的文献求助10
28秒前
31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
Development Across Adulthood 1000
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 660
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
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 6449231
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8262078
关于积分的说明 17602050
捐赠科研通 5512497
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2902899
邀请新用户注册赠送积分活动 1880008
关于科研通互助平台的介绍 1721318