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 生物化学 工程类 计算化学
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:24
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
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
真人完成签到 ,获得积分10
1秒前
3秒前
lorentzh完成签到,获得积分10
8秒前
顾矜应助樱三枫采纳,获得10
8秒前
lilili完成签到,获得积分10
11秒前
maomao完成签到 ,获得积分10
11秒前
CY完成签到,获得积分10
16秒前
漂亮翅膀发布了新的文献求助10
18秒前
Lucas应助阿里采纳,获得10
19秒前
Drwang完成签到,获得积分10
28秒前
percy完成签到 ,获得积分10
29秒前
害怕的冰颜完成签到 ,获得积分10
33秒前
angelinazh完成签到,获得积分10
36秒前
靓丽访枫完成签到 ,获得积分10
39秒前
南攻完成签到,获得积分10
39秒前
11完成签到 ,获得积分10
39秒前
黎明星完成签到 ,获得积分10
40秒前
乐研完成签到 ,获得积分10
41秒前
火星上的寒安完成签到 ,获得积分10
53秒前
54秒前
科研通AI6.4应助漂亮翅膀采纳,获得10
56秒前
正直的誉完成签到 ,获得积分20
1分钟前
纸条条完成签到 ,获得积分10
1分钟前
神勇的天问完成签到 ,获得积分10
1分钟前
jinjing完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
简爱完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Samsara完成签到 ,获得积分10
1分钟前
isedu完成签到,获得积分0
1分钟前
Nole应助luckweb采纳,获得10
1分钟前
夜云完成签到 ,获得积分10
1分钟前
nannan完成签到,获得积分10
1分钟前
漂亮翅膀发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
科研通AI6.2应助漂亮翅膀采纳,获得10
1分钟前
南天煌完成签到 ,获得积分10
1分钟前
吉吉国王完成签到 ,获得积分10
1分钟前
皓月当空完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
模型平均及其应用 900
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
Évora na Idade Média 555
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 550
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7347065
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8959117
关于积分的说明 19024118
捐赠科研通 6997508
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3220150
关于科研通互助平台的介绍 2385145
邀请新用户注册赠送积分活动 2200379