Enhanced photoelectrochemical performance of ZnO/α-Fe2O3 heterojunction photoelectrode fabricated by facile hydrothermal and spin-coating method

光电流 异质结 介电谱 材料科学 旋涂 波段图 涂层 热液循环 光电子学 纳米棒 化学工程 电解质 电化学 纳米技术 电极 化学 物理化学 工程类
作者
Yang Yang,Guangde Zhao,Simon Hu,Pei Lu,Shengli Liu,Xiaobing Li
出处
期刊:International Journal of Hydrogen Energy [Elsevier]
卷期号:51: 633-642 被引量:4
标识
DOI:10.1016/j.ijhydene.2023.10.153
摘要

The present study reports the successful fabrication of ZnO/α-Fe2O3 heterojunctions by facile and simple hydrothermal and spin-coating methods. The effect of spin-coating different FeCl3 precursor layers on the photoelectrochemical performance has been investigated. Additionally, the procedure of spin-coating FeCl3 precursors was simulated by fluent software. It is noteworthy that ZnO/α-Fe2O3 heterojunctions increase the absorption of visible light, promote the separation and transfer of photogenerated charge carriers, reduce the interfacial resistance between the photoelectrode and electrolyte, and provide a larger electrochemically active contact area in contrast to pure ZnO nanorods. The highest photocurrent density and the highest IPCE (incident photon-to-current efficiency) reach 1.82 mA cm−2 and 40 % respectively when spin-coating three layers. Moreover, the mechanism of enhanced PEC performance was further discussed via EIS (electrochemical impedance spectroscopy), Mott-Schottky curves, Energy band structure diagram, and the electrochemical active surface area (ECSA) test.
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