Boosting Charge Transport in BiVO4 Photoanode for Solar Water Oxidation

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作者
Yuan Lu,Yilong Yang,Xinyi Fan,Yiqun Li,Dinghua Zhou,Bo Cai,Luyang Wang,Ke Fan,Kan Zhang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:34 (8): e2108178-e2108178 被引量:233
标识
DOI:10.1002/adma.202108178
摘要

The ability to regulate charge separation is pivotal for obtaining high efficiency of any photoelectrode used for solar fuel production. Vacancy engineering for metal oxide semiconductor photoelectrode is a major strategy but has faced a formidable challenge in bulk charge transport because of the elusive charge self-trapping site. In this work, a new deep eutectic solvent to engineer bismuth vacancies (Bivac ) of BiVO4 photoanode is reported; the novel Bivac can remarkably increase the charge diffusion coefficient by 5.8 times (from 1.82 × 10-7 to 1.06 × 10-6 cm2 s-1 ), which boosts the charge transport efficiency. Through further loading CoBi cocatalyst to enhance charge transfer efficiency, the photocurrent density of BiVO4 photoanode with optimal Bivac concentration reaches 4.5 mA cm-2 at 1.23 V vs reversible hydrogen electrode under AM 1.5 G illumination, which is higher than that of previously reported Ovac engineered BiVO4 photoanode where the BiVO4 photoanode is synthesized by a similar procedure. This work perfects a cation defect engineering that enables the potential capability to equate the charge transport properties in different types of semiconductor materials for solar fuel conversion.
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