阳极WO3光电极的水热表面工程通过同时铁和Fe3O4/FeWO4形成
Piyali Chatterjee1, Daniel Piecha1,2, Sebastian Kotarba1
1Department of Physical Chemistry and Electrochemistry, Faculty of Chemistry, Jagiellonian University, Gronostajowa 2, 30-387 Krakow, Poland.
ACS applied materials & interfaces
|May 9, 2025
概括
通过水热修饰对氧化 (WO3) 光电极的铁 doping 通过水热修饰加倍光电流用于氧化水. 这种表面工程提高了稳定性和可见光性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 光催化作用的光催化
背景情况:
- 氧化 (WO3) 是光电化学水分裂的有希望的半导体.
- 提高基于WO3的光电极的效率和稳定性仍然是一个关键的挑战.
- 表面修改策略对于优化半导体性能至关重要.
研究的目的:
- 为了提高多孔化WO3的光电化学水氧化性能.
- 为了研究铁 (Fe) 兴奋剂和水热表面修饰的影响.
- 探索含Fe相的形成及其对WO3特性的影响.
主要方法:
- 多孔化WO3的水热表面修饰.
- doping 产生 FeWO4 和 Fe3O4 阶段.
- 使用XRD,FESEM,EDS,XPS,Raman和UV-Vis DRS进行全面的表征.
- 光电化学测量包括线性电压测量,电压测量和电化学阻抗光谱学.
主要成果:
- 与纯 WO3 相比,Fe 兴奋剂导致光电流增加了两倍.
- 提高了表面工程WO3光电极的长期稳定性.
- 改善可见光性能,由光吸收的红色转移和增加的IPCE证明.
- 在p型半导体WO3和FeWO4之间形成异质连接.
结论:
- 水热铁剂有效地提高了WO3光电极的水氧化性能.
- 氧气空隙和WO3/FeWO4异构连接有助于改善电荷载体动力学.
- 这种方法为开发高效且稳定的基于WO3的光电极用于太阳能燃料生产提供了可行的途径.
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