Dual Heterojunctions and Nanobowl Morphology Engineered BiVO4 Photoanodes for Enhanced Solar Water Splitting

异质结 材料科学 光电流 分解水 光电子学 能量转换效率 电子转移 纳米技术 聚合物太阳能电池 可逆氢电极 密度泛函理论 化学工程 电极 光催化 光化学 化学 工作电极 电化学 催化作用 物理化学 工程类 计算化学 生物化学
作者
Kexin Ren,Jiayi Zhou,Zihao Wu,Qi Sun,Limin Qi
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:20 (1): e2304835-e2304835 被引量:20
标识
DOI:10.1002/smll.202304835
摘要

Abstract Photoelectrochemical (PEC) water splitting represents an attractive strategy to realize the conversion from solar energy to hydrogen energy, but severe charge recombination in photoanodes significantly limits the conversion efficiency. Herein, a unique BiVO 4 (BVO) nanobowl (NB) heterojunction photoanode, which consists of [001]‐oriented BiOCl underlayer and BVO nanobowls containing embedded BiOCl nanocrystals, is fabricated by nanosphere lithography followed by in situ transformation. Experimental characterizations and theoretical simulation prove that nanobowl morphology can effectively enhance light absorption while reducing carrier diffusion path. Density functional theory (DFT) calculations show the tendency of electron transfer from BVO to BiOCl. The [001]‐oriented BiOCl underlayer forms a compact type II heterojunction with the BVO, favoring electron transfer from BVO through BiOCl to the substrate. Furthermore, the embedded BiOCl nanoparticles form a bulk heterojunction to facilitate bulk electron transfer. Consequently, the dual heterojunctions engineered BVO/BiOCl NB photoanode exhibits attractive PEC performance toward water oxidation with an excellent bulk charge separation efficiency of 95.5%, and a remarkable photocurrent density of 3.38 mA cm −2 at 1.23 V versus reversible hydrogen electrode, a fourfold enhancement compared to the flat BVO counterpart. This work highlights the great potential of integrating dual heterojunctions engineering and morphology engineering in fabricating high‐performance photoelectrodes toward efficient solar conversion.
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
2秒前
2秒前
晚晚发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
CROWN应助huhdcid采纳,获得10
4秒前
fashing完成签到,获得积分10
4秒前
李健的小迷弟应助无解采纳,获得10
6秒前
英俊的铭应助橙子abcy采纳,获得10
9秒前
11秒前
Julia完成签到,获得积分10
11秒前
勤奋傲云完成签到,获得积分10
12秒前
liuynnn完成签到,获得积分20
14秒前
16秒前
好好学习发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
18秒前
22秒前
suiyi发布了新的文献求助10
22秒前
22秒前
22秒前
小二郎应助风清扬采纳,获得10
26秒前
科研通AI2S应助baobao采纳,获得10
26秒前
赘婿应助研友_Bn2AqL采纳,获得10
27秒前
阳光忆灵完成签到,获得积分10
27秒前
小苏发布了新的文献求助10
28秒前
万宁发布了新的文献求助10
28秒前
CipherSage应助sqxl采纳,获得10
29秒前
30秒前
Ly啦啦啦完成签到,获得积分10
30秒前
32秒前
32秒前
Duan完成签到 ,获得积分10
33秒前
科研通AI6应助温暖的雨旋采纳,获得10
34秒前
平淡的翅膀完成签到 ,获得积分10
35秒前
隐形曼青应助woaikeyan采纳,获得10
36秒前
36秒前
无解发布了新的文献求助10
36秒前
希望天下0贩的0应助雅哈采纳,获得10
37秒前
要减肥南霜完成签到 ,获得积分10
37秒前
CipherSage应助洁净的千凡采纳,获得10
37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
Fermented Coffee Market 2000
Methoden des Rechts 600
Constitutional and Administrative Law 500
PARLOC2001: The update of loss containment data for offshore pipelines 500
Critical Thinking: Tools for Taking Charge of Your Learning and Your Life 4th Edition 500
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 380
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5284222
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4437791
关于积分的说明 13814979
捐赠科研通 4318770
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2370598
邀请新用户注册赠送积分活动 1366003
关于科研通互助平台的介绍 1329460