内蒙古大学王蕾研究员课题组 Angew : 半导体抗光腐蚀研究方面取得新进展
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BiVO4半导体因其具有2.4 eV的合适带隙宽度,良好的光吸收性能以及适合的低电位下进行水氧化的导带位置,成为太阳能光电催化(PEC)制氢领域的重要材料之一。然而,BiVO4材料的表面和体相复合,严重影响了光生电荷传输,使其受限PEC性能低于理论值;同时,也影响了光腐蚀,使其无法适用长期光解水反应。通常采用表面助催化剂修饰,提高半导体电荷分离效率,抑制电荷二次复合,加速表面反应动力学。
王蕾研究员课题组首次报道了通过改善材料制备工艺以及恒电位光极化测试方法,有效提高了BiVO4活性及稳定性。无助催化剂修饰下的BiVO4在1.23 VRHE电压下获得4.60 mA cm-2的光电流。更为显著的是,半导体在间歇性测试下可以达到100小时的稳定性,表现出超强的“自愈”特性。电化学测试结果表明,半导体表界面产生的氧空位和钝化层协助作用有效减小了半导体电子-空穴复合,提高表面水氧化动力学,进一步抑制光腐蚀。
论文链接:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202010908
来源:内蒙古大学
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