Accelerating Electron‐Transfer and Tuning Product Selectivity Through Surficial Vacancy Engineering on CZTS/CdS for Photoelectrochemical CO2 Reduction

光电阴极 材料科学 光电流 选择性 电子转移 空位缺陷 化学工程 光电子学 光化学 化学 电子 催化作用 生物化学 量子力学 物理 工程类 结晶学
作者
Shujie Zhou,Kaiwen Sun,Jialiang Huang,Xinxin Lü,Bingqiao Xie,Doudou Zhang,Judy N. Hart,Cui Ying Toe,Xiaojing Hao,Rose Amal
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:17 (31) 被引量:41
标识
DOI:10.1002/smll.202100496
摘要

Abstract Copper‐based chalcogenides have been considered as potential photocathode materials for photoelectrochemical (PEC) CO 2 reduction due to their excellent photovoltaic performance and favorable conduction band alignment with the CO 2 reduction potential. However, they suffer from low PEC efficiency due to the sluggish charge transfer kinetics and poor selectivity, resulting from random CO 2 reduction reaction pathways. Herein, a facile heat treatment (HT) of a Cu 2 ZnSnS 4 (CZTS)/CdS photocathode is demonstrated to enable significant improvement in the photocurrent density (−0.75 mA cm −2 at −0.6 V vs RHE), tripling that of pristine CZTS, as a result of the enhanced charge transfer and promoted band alignment originating from the elemental inter‐diffusion at the CZTS/CdS interface. In addition, rationally regulated CO 2 reduction selectivity toward CO or alcohols can be obtained by tailoring the surficial sulfur vacancies by HT in different atmospheres (air and nitrogen). Sulfur vacancies replenished by O‐doping is shown to favor CO adsorption and the CC coupling pathway, and thereby produce methanol and ethanol, whilst the CdS surface with more S vacancies promotes CO desorption capability with higher selectivity toward CO. The strategy in this work rationalizes the interface charge transfer optimization and surface vacancy engineering simultaneously, providing a new insight into PEC CO 2 reduction photocathode design.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
刚刚
可靠应助潇潇雨歇采纳,获得10
刚刚
修管子完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
Qin完成签到,获得积分10
2秒前
lll6xz完成签到,获得积分10
3秒前
小艾艾呢发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
5秒前
慕容飞凤发布了新的文献求助10
6秒前
孙行者完成签到,获得积分10
6秒前
Hello应助winnie采纳,获得10
7秒前
7秒前
YDSG完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
QYQ7发布了新的文献求助10
9秒前
11秒前
隐形鸣凤发布了新的文献求助10
11秒前
fuje发布了新的文献求助10
12秒前
传奇3应助QYQ7采纳,获得10
13秒前
bkagyin应助lalala采纳,获得10
15秒前
16秒前
温柔的沉鱼完成签到,获得积分10
16秒前
harrylee应助fxx采纳,获得10
16秒前
19秒前
21秒前
飞鱼发布了新的文献求助10
23秒前
23秒前
个性的紫菜应助朻安采纳,获得10
23秒前
QYQ7完成签到,获得积分20
24秒前
bulu完成签到,获得积分10
25秒前
lalala发布了新的文献求助10
26秒前
Lucas应助禹代秋采纳,获得10
26秒前
27秒前
mosika发布了新的文献求助10
27秒前
28秒前
aniu完成签到,获得积分10
30秒前
30秒前
彭于晏应助hahahaweiwei采纳,获得10
30秒前
issac_wan完成签到,获得积分10
32秒前
高分求助中
请在求助之前详细阅读求助说明!!!! 20000
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 900
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 800
Multifunctional Agriculture, A New Paradigm for European Agriculture and Rural Development 600
Bernd Ziesemer - Maos deutscher Topagent: Wie China die Bundesrepublik eroberte 500
A radiographic standard of reference for the growing knee 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2477251
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2141085
关于积分的说明 5457541
捐赠科研通 1864315
什么是DOI,文献DOI怎么找? 926807
版权声明 562872
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 495905