Effect of Annealing Temperature on the Photoactivity of ITO/VO2(M)/Au Film Electrodes for Water Splitting

材料科学 退火(玻璃) 电极 结晶度 分析化学(期刊) 单斜晶系 分解水 结晶学 复合材料 物理化学 晶体结构 热力学 化学 光催化 物理 催化作用 生物化学 色谱法
作者
Mohamed Rabia,Mohamed Shaban,Badr M. Jibali,Ahmed A. Abdel‐Khaliek
出处
期刊:Journal of Nanoscience and Nanotechnology [American Scientific Publishers]
卷期号:20 (7): 4120-4130 被引量:24
标识
DOI:10.1166/jnn.2020.17681
摘要

A metastable phase ITO/VO 2 (B) film was prepared under the optimum conditions using a cyclic potentiometric device. Then, a monoclinic phase ITO/VO 2 (M) film was prepared from the ITO/VO 2 (B) film using annealing temperatures from 550 to 750 °C. From the XRD analysis, the crystallinity increases with the annealing temperature from 550 to 750 °C. The ITO/VO 2 (M) film annealed at 750 °C had the optimum optical and structural properties. Then, three electrodes of ITO/VO 2 (M)/Au were prepared: electrode (I), electrode (II), and electrode (III) at annealing temperatures of 550, 650, and 750 °C, respectively. The three electrodes were applied to generate hydrogen from H 2 O and examined using the current–volt ( I–V ) relationship. Additionally, the incident photon-to-current conversion efficiency (IPCE) under monochromatic illumination was investigated. The electrode showed 4% efficiency at 25 °C and reached 8.1% at 45 °C. Finally, the different thermodynamic parameters, i.e., activation energy ( E a ), enthalpy (Δ H *), and entropy ( S *), were determined for electrode (III) to be 27.33 kJ mol −1 , 124.93 kJmol −1 , and 109.66 JKmol −1 , respectively.
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