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內蒙古大學王蕾Nano Energy: 誘導界面工程控制PEC HER BiVO4光陽極電子轉移

BiVO₄上的正面太陽光照射在光電化學(PEC)水分解中設計串聯結構變得越來越重要。然而，BiVO₄/基底(例如FTO)的光生電荷界面復合比體/表面復合更嚴重，會影響電子轉移到背面進行析氫反應(HER)。

內蒙古大學王蕾團隊通過在BiVO₄/FTO之間插入PdO層來誘導界面工程，以控制電子轉移。

作者應用PdO層作為有效的電子傳輸層，以顯著減少界面光生電荷復合。在塊狀BiVO₄中摻雜微量的Pd，通過強的摻雜劑-主體相互作用來改變電子結構。

另外，BiVO₄中的反向梯度Pd摻雜可以很好地控制光生電荷，并增加氧空位。BiVO₄/PdO電極在太陽光對正面和背面照明下表現出相似的PEC性能。

在沒有助催化劑條件下，該光陽極在1.23 V_RHE下達到高的4.90 mA cm^-2光電流，在AM 1.5G 照射下，電極在硼酸鹽緩沖電解質中的起始電位為0.15 V_RHE，在0.6 V_RHE時的太陽能轉換效率為1.72 %。另外，其也實現了超過80小時的光穩(wěn)定性。

Steering electron transfer using interface engineering on front-illuminated robust BiVO₄ photoanodes. Nano Energy, 2021. DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.106360

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