Manipulating metal-oxygen local atomic structures in single-junctional p-Si/WO3 photocathodes for efficient solar hydrogen generation

光电流 钝化 光电阴极 可逆氢电极 过电位 分解水 材料科学 费米能级 脉冲激光沉积 原子层沉积 纳米技术 电解质 光电子学 化学 图层(电子) 电极 薄膜 电化学 光催化 催化作用 有机化学 物理化学 电子 参比电极 物理 生物化学 量子力学
作者
Zhou Wu,Chung‐Li Dong,Yiqing Wang,Yucheng Huang,Lingyun He,Han-Wei Chang,Shaohua Shen
出处
期刊:Nano Research [Springer Nature]
被引量:22
标识
DOI:10.1007/s12274-020-3223-9
摘要

Self-passivation in aqueous solution and sluggish surface reaction kinetics significantly limit the photoelectrochemical (PEC) performances of silicon-based photoelectrodes. Herein, a WO3 thin layer is deposited on the p-Si substrate by pulsed laser deposition (PLD), acting as a photocathode for PEC hydrogen generation. Compared to bare p-Si, the single-junctional p-Si/WO3 photoelectrodes exhibit excellent and stable PEC performances with significantly increased cathodic photocurrent density and exceptional anodic shift in onset potential for water reduction. It is revealed that the WO3 layer could reduce the charge transfer resistance across the electrode/electrolyte interface by eliminating the effect of Fermi level pinning on the surface of p-Si. More importantly, by varying the oxygen pressures during PLD, the collaborative modulation of W-O bond covalency and WO6 octahedral structure symmetry contributes to the promoted charge carrier transport and separation. Meanwhile, a large band bending at the p-Si/WO3 junction, induced by the optimized O vacancy contents in WO3, could provide a photovoltage as high as ∼ 500 mV to efficiently drive charge transfer to overcome the water reduction overpotential. Synergistically, by manipulating W-O local atomic structures in the deposited WO3 layer, a great improvement in PEC performance could be achieved over the single-junctional p-Si/WO3 photocathodes for solar hydrogen generation.
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
刚刚
缥缈诺言发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
无鞅应助冷冷采纳,获得10
3秒前
伍秋望完成签到,获得积分10
3秒前
避橙发布了新的文献求助10
3秒前
爆米花应助执着的梦采纳,获得10
4秒前
期末王完成签到,获得积分20
4秒前
微不足道发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
6秒前
6秒前
6秒前
端庄煎饼发布了新的文献求助10
6秒前
英俊的铭应助ny960采纳,获得10
7秒前
乐乐乐乐乐乐应助gj2221423采纳,获得10
7秒前
ding应助李李李采纳,获得10
8秒前
薰硝壤给暗炎的求助进行了留言
9秒前
Orange应助繁荣的秋采纳,获得10
9秒前
9秒前
CCC完成签到,获得积分10
9秒前
避橙完成签到,获得积分10
10秒前
Siriya发布了新的文献求助30
10秒前
11秒前
期末王发布了新的文献求助10
11秒前
xy完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
13秒前
热情面包完成签到 ,获得积分10
14秒前
小志呀完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
16秒前
RayLam关注了科研通微信公众号
16秒前
17秒前
简单的沛蓝完成签到,获得积分10
17秒前
坦率的依风完成签到 ,获得积分10
17秒前
苏杰发布了新的文献求助10
18秒前
充电宝应助chemj采纳,获得10
18秒前
ZX0501完成签到,获得积分10
18秒前
yidezeng发布了新的文献求助10
19秒前
高分求助中
Evolution 10000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 600
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 3156528
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2807966
关于积分的说明 7875565
捐赠科研通 2466256
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1312779
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 630273
版权声明 601919