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2021-04-13新闻动态

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  BiVO4具有较小的带隙(~2.4 eV)合适的能带结构和较好的稳定性是目前有发展前景的光阳极材料之一但是BiVO4的载流子的分离效率低和传输过程缓慢显著增大了载流子的复合BiVO4单晶体几乎没有晶体缺陷能够有效降低载流子在BiVO4体内的复合然而单晶体的非定向且长距离传输依然会增大载流子的复合;而具有孪晶结构的BiVO4单晶颗粒提供的“背靠背”的势垒和定向传输有利于促进载流子的分离和传输从而显著提高BiVO4的光电化学性能

  课题组通过退火电沉积得到的BiOI纳米片(加钒源)获得了具有孪晶结构单晶颗粒组成的BiVO4薄膜由于BiVO4内的孪晶结构所形成的同质结有效促进了载流子的分离和传输其产氧性能得到了显著的提升(图1和图2)对于BiVO4光阳极孪晶颗粒比例占比最高的光阳极在1.23 VRHE下的产氧电流密度是孪晶颗粒比例占比最低的光阳极的两倍左右

  另外为了减少暴露的基底表面带来的载流子的复合位点通过“沉积-退火循环”法(图3)提高BiVO4在基底的覆盖度所获得具有最优孪晶结构和覆盖度的BiVO4光阳极在0.6和1.23 VRHE下的电流密度分别为~2.1和~3.1 mA/cm2在0.6 VRHE下可以得到1.35%的转换效率该BiVO4孪晶的制备方法为其它具有孪晶结构的半导体的制备提供了参考和借鉴

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