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Die Oberflächenunterdrückung ist eines der entscheidenden Probleme für Halbleiter in der photoelektrochemischen (PEC) Wasserspaltung. Die Ablagerung von Cocatalysatoren zur Sauerstoffentwicklung auf Fotoanoden kann die Sauerstoffentwicklungsrate verbessern, hat jedoch in einigen Fällen Einschränkungen. In dieser Arbeit schlagen wir einen neuen und einfachen Ausfällungsansatz vor, um die Oberfläche von Hämatit in Eisenphosphat (Fe-Pi) zu transformieren. Darüber hinaus führt die Ar-Plasma-Behandlung von Fe-Pi/Fe2O3 zu Sauerstoffvakanz-defekten am Phosphor und an der Fotoanode. Eine Oberflächenphosphatbehandlung beschleunigt den Transfer von Löchern vom Volumen zur Oberfläche. Außerdem kann das Erzeugen von Sauerstoffvakanzdefekten auf Fe-Pi/Fe2O3 die Reaktivität aktiver Stellen erheblich steigern, was zu einer bemerkenswerten Verbesserung der Aktivität der Sauerstoffentwicklungsreaktion und der PEC-Leistung führt. Die resultierende Fotoanode hat eine Stromdichte von 2,71 mA cm-2 bei 1,23 VRHE und 3,5 mA cm-2 bei 1,50 VRHE unter simulierten Sonnenlichtbedingungen. Die verringerte Oberflächenrekombination durch die Fe-Pi-Schicht und die Ar-Plasma-Behandlung wird durch elektrochemische Analysen bestätigt. Diese Ergebnisse zeigen ein großes Potenzial für die Anwendung einer Kombinationsstrategie zur Ablagerung von Cocatalysatoren und zur Optimierung der Leistung von Hämatit.
Wang et al. (Mon,) haben diese Frage untersucht.