Balancing Light Absorption and Charge Transport in Vertical SnS 2 Nanoflake Photoanodes with Stepped Layers and Large Intrinsic Mobility

材料科学 光电流 电子迁移率 光致发光 载流子 吸收(声学) 吸收边 光电子学 电解质 异质结 分析化学(期刊) 带隙 电极 化学 物理化学 复合材料 色谱法
作者
Binod Giri,Maryam Masroor,Tao Yan,Kateryna Kushnir,Alexander D. Carl,Curtis W. Doiron,Haochuan Zhang,Yanyan Zhao,Arthur McClelland,Geoffrey A. Tompsett,Dunwei Wang,Ronald L. Grimm,Lyubov V. Titova,Pratap M. Rao
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:9 (31) 被引量:54
标识
DOI:10.1002/aenm.201901236
摘要

Abstract Significant optical absorption in the blue–green spectral range, high intralayer carrier mobility, and band alignment suitable for water splitting suggest tin disulfide (SnS 2 ) as a candidate material for photo‐electrochemical applications. In this work, vertically aligned SnS 2 nanoflakes are synthesized directly on transparent conductive substrates using a scalable close space sublimation (CSS) method. Detailed characterization by time‐resolved terahertz and time‐resolved photoluminescence spectroscopies reveals a high intrinsic carrier mobility of 330 cm 2 V −1 s −1 and photoexcited carrier lifetimes of 1.3 ns in these nanoflakes, resulting in a long vertical diffusion length of ≈1 µm. The highest photo‐electrochemical performance is achieved by growing SnS 2 nanoflakes with heights that are between this diffusion length and the optical absorption depth of ≈2 µm, which balances the competing requirements of charge transport and light absorption. Moreover, the unique stepped morphology of these CSS‐grown nanoflakes improves photocurrent by exposing multiple edge sites in every nanoflake. The optimized vertical SnS 2 nanoflake photoanodes produce record photocurrents of 4.5 mA cm −2 for oxidation of a sulfite hole scavenger and 2.6 mA cm −2 for water oxidation without any hole scavenger, both at 1.23 V RHE in neutral electrolyte under simulated AM1.5G sunlight, and stable photocurrents for iodide oxidation in acidic electrolyte.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
banana完成签到,获得积分10
刚刚
666关闭了666文献求助
1秒前
fshell发布了新的文献求助20
1秒前
xm发布了新的文献求助10
2秒前
周声声发布了新的文献求助30
2秒前
3秒前
Lucas应助Dawson采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
Enna完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
明天你好完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
liang2508发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
9秒前
10秒前
10秒前
10秒前
10秒前
10秒前
10秒前
11秒前
liang2508发布了新的文献求助10
11秒前
liang2508发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
liang2508发布了新的文献求助10
11秒前
英俊的铭应助小余采纳,获得10
11秒前
wanci应助xm采纳,获得10
11秒前
11秒前
11秒前
11秒前
Licifer完成签到,获得积分10
12秒前
liang2508发布了新的文献求助10
12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
Zeolites: From Fundamentals to Emerging Applications 1500
Encyclopedia of Materials: Plastics and Polymers 1000
Architectural Corrosion and Critical Infrastructure 1000
Early Devonian echinoderms from Victoria (Rhombifera, Blastoidea and Ophiocistioidea) 1000
Hidden Generalizations Phonological Opacity in Optimality Theory 1000
Handbook of Social and Emotional Learning, Second Edition 900
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 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4924906
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4195065
关于积分的说明 13030178
捐赠科研通 3966775
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2174275
邀请新用户注册赠送积分活动 1191665
关于科研通互助平台的介绍 1101154