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內(nèi)大/河科大Appl. Catal. B.:控制BiVO4光陽(yáng)極上的W誘導(dǎo)缺陷,提高太陽(yáng)能水分解性能和抗光腐蝕性

內(nèi)大/河科大Appl. Catal. B.:控制BiVO4光陽(yáng)極上的W誘導(dǎo)缺陷,提高太陽(yáng)能水分解性能和抗光腐蝕性
半導(dǎo)體的抗光腐蝕穩(wěn)定性已成為光電化學(xué)水分解的重要目標(biāo)之一。
近日,內(nèi)蒙古大學(xué)王蕾教授和蘇毅國(guó)教授、河南科技大學(xué)王趙武講師(共同通訊作者)等人報(bào)道了他們對(duì)WO3/BiVO4異質(zhì)結(jié)、W摻雜和氧空位形成的三種混合增強(qiáng)策略的研究,以便在制備BiVO4的過程中結(jié)合到這種納米結(jié)構(gòu)中,從而改善光電化學(xué)(PEC)性能。
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研究發(fā)現(xiàn),WO3層不僅促進(jìn)了電子轉(zhuǎn)移,而且它被用作W摻雜的擴(kuò)散源,從而在塊體材料上產(chǎn)生氧空位(Ov)。
此外,通過引入不同的W摻雜剖面,即底部、中間和頂部,所有電極都表現(xiàn)出光激活特性,光電流得到改善,起始電位出現(xiàn)負(fù)偏移。
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其中,底部W摻雜使BiVO4電極上的電荷分離效率得到了最顯著的提高,在前、后1個(gè)太陽(yáng)光照射下,在1.23 VRHE處產(chǎn)生了接近4.4 mA cm-2的光電流密度。
更重要的是,無助催化劑的W: BiVO4-Ov光陽(yáng)極在1.0 VRHE下的25 h試驗(yàn)中呈現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。通過實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算結(jié)合,證明了多種協(xié)作策略有助于設(shè)計(jì)高效穩(wěn)定的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換光電極。
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Tungsten Induced Defects Control on BiVO4 Photoanodes for Enhanced Solar Water Splitting Performance and Photocorrosion Resistance. Appl. Catal. B Environ., 2021, DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120610.
https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.120610.

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