Incorporation of Mo and W into nanostructured BiVO4 films for efficient photoelectrochemical water oxidation

文献情報

出版日 2012-03-23
DOI 10.1039/C2CP40807D
インパクトファクター 3.676
著者

Sean P. Berglund, Alexander J. E. Rettie, Son Hoang, C. Buddie Mullins


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要旨

Porous, nanostructured BiVO4 films are incorporated with Mo and W by simultaneous evaporation of Bi, V, Mo, and W in vacuum followed by oxidation in air. Synthesis parameters such as the Bi : V : Mo : W atomic ratio and deposition angle are adjusted to optimize the films for photoelectrochemical (PEC) water oxidation. Films synthesized with a Bi : V : Mo : W atomic ratio of 46 : 46 : 6 : 2 (6% Mo, 2% W) demonstrate the best PEC performance with photocurrent densities 10 times higher than for pure BiVO4 and greater than previously reported for Mo and W containing BiVO4. The films consist of a directional, nanocolumnar layer beneath an irregular surface structure. Backside illumination utilizes light scattering off the irregular surface structure resulting in 30–45% higher photocurrent densities than for frontside illumination. To improve the kinetics for water oxidation Pt is photo-deposited onto the surface of the 6% Mo, 2% W BiVO4 films as an electrocatalyst. These films achieve quantum efficiencies of 37% at 1.1 V vs. RHE and 50% at 1.6 V vs. RHE for 450 nm light.

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掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
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