Synergistically Promoting Polaron Hopping via Element Doping and Photothermal Effect for High‐Efficient Photoelectrochemical Water Splitting

材料科学 极化子 光电流 光热治疗 兴奋剂 光电子学 分解水 钝化 半导体 光电化学 辐照 载流子 光电化学电池 纳米技术 光电导性 光热效应 电极 氢 能量转换效率 扩散 矩形势垒 载流子寿命 电子
作者
Wenfeng Li,Guocheng Lv,Meng Liu,Fanyue Zhao,Zetian He,Guihong Li,Wenping Wang,Daimei Chen,Libing Liao
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:36 (27) 被引量:5
标识
DOI:10.1002/adfm.202523344
摘要

Abstract BiVO 4 has shown excellent potential as a metal‐oxide semiconductor photoanode material for photoelectrochemical water splitting technology. However, the low carrier‐transport efficiency severely inhibited photoelectrochemical activity. Herein, element doping and photothermal activation were simultaneously employed to stimulate polaron hopping for carrier‐transport enhancement. Mo doping can passivate both shallow and deep trap states in BiVO 4 , thereby enhancing carrier density and reducing the energy barrier for polaron hopping. The decoration of photothermal material Ni 2 P can not only further thermally activate the polaron, but effectively extract holes out of Mo:BVO 4 for surface reactions. Additionally, the photothermal effect induced by Ni 2 P under 808 nm near‐infrared light (NIR) (3 W cm −2 ) irradiation lowers the energy barrier of the rate‐determining step in the oxygen evolution reaction, accelerates O 2 evolution at the electrode interface, and enabling faster re‐exposure of active sites. At a result, the trap‐limited mode electron diffusion coefficients (Dn‐L) of the modified BiVO4 photoanode is greatly increased to 5.8 × 10 −8 cm 2 ·s −1 , achieves a high separation efficiency of 92.2% and a remarkable photocurrent of 6.38 mA·cm −2 under AM 1.5G + 808 nm NIR irradiation at 1.23 VRHE. This study provides new insights into photoelectrochemical energy conversion by enhancing polaron hopping to improve carrier shunting and transfer efficiency.
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
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
刚刚
雯小瑾发布了新的文献求助10
刚刚
M先生完成签到,获得积分20
1秒前
丁丁当当发布了新的文献求助10
1秒前
李爱国的应助被carolleea采纳,获得10
2秒前
Wang发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
柳a的应助被sheeptime采纳,获得10
3秒前
单薄若雁发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
大先生完成签到,获得积分10
4秒前
摆烂研究牲完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
冥王星发布了新的文献求助10
5秒前
意肆的应助被Revezen采纳,获得10
6秒前
M先生发布了新的文献求助10
7秒前
gyt6699完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
DDUP完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
xushengyang发布了新的文献求助10
9秒前
彩色藏鸟的应助被Coco不爱笑采纳,获得10
10秒前
科研通AI6.4的应助被超级尔白采纳,获得10
10秒前
10秒前
11秒前
童话艺术佳完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
是你发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
12秒前
aqzz发布了新的文献求助10
12秒前
wsg发布了新的文献求助10
13秒前
榷佑完成签到,获得积分10
13秒前
周周完成签到 ,获得积分10
15秒前
半个饼发布了新的文献求助80
15秒前
16秒前
WSDSG完成签到,获得积分10
16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
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 1000
Электротехническая система магнитожидкостной герметизации валов регулируемых электродвигателей 800
日本語と中国語及びチベット・ビルマ語の語源関連性に関する分析 800
Practical Manual of Forensic Psychophysiology: Methodology, Execution, and Fields of Application 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre 666
The Basics of Practical Optimization, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 内科学 复合材料 催化作用 心理学 人工智能 细胞生物学 光电子学 无机化学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7972665
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9437914
关于积分的说明 21053242
捐赠科研通 7549164
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3373639
关于科研通互助平台的介绍 2508575
邀请新用户注册赠送积分活动 2406469