Surface Engineering of Cu2O Photocathodes via Facile Graphene Oxide Decoration for Improved Photoelectrochemical Water Splitting

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作者
Jiwon Heo,Hyojung Bae,Pratik Mane,Vishal Burungale,Chaewon Seong,Jun‐Seok Ha
出处
期刊:ACS omega [American Chemical Society]
卷期号:8 (36): 32794-32803 被引量:5
标识
DOI:10.1021/acsomega.3c03585
摘要

Copper oxide (Cu2O) has attracted significant interest as an efficient photocathode for photoelectrochemical (PEC) water splitting owing to its abundance, suitable band gap, and band-edge potential. Nevertheless, a high charge recombination rate restricts its practical photoconversion efficiency and reduces the PEC water-splitting performance. To address this challenge, we present the facile electrodeposition of graphene oxide (GO) on the Cu2O photocathode surface. To determine the effect of varying GO weight percentages on PEC performance, varying amounts of GO were deposited on the Cu2O photocathode surface. The optimally deposited GO-Cu2O photocathode exhibited a photocurrent density of -0.39 to -1.20 mA/cm2, which was three times that of a photocathode composed of pristine Cu2O. The surface decoration of Cu2O with GO reduced charge recombination and improved the PEC water-splitting performance. These composites can be utilized in strategies designed to address the challenges associated with low-efficiency Cu2O photocathodes. The physicochemical properties of the prepared samples were comprehensively characterized by field-emission scanning electron microscopy, energy-dispersive spectroscopy, X-ray diffraction, Raman spectroscopy, UV-visible spectroscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy. We believe that this research will pave the way for developing efficient Cu2O-based photocathodes for PEC water splitting.

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