WO3−Fe2O3 포토애노드로 물 분해: 호스트 스캐폴드, 게스트 흡수체 접근법

헤마타이트(Fe2O3)를 이용한 태양 수소 생산은 낮은 빛 흡수와 짧은 홀 확산 길이에 의해 제한되어 왔습니다. 이러한 단점을 극복하기 위해 고면적 호스트를 사용하여 얇은 헤마타이트 층을 지지함으로써, 포토 생성된 홀을 반도체-액체 접합 근처에서 생성할 수 있도록 합니다. 여기에서는 대기압 CVD로 준비된 나노구조 호스트 스캐폴드(WO3)를 사용하여 유사한 방법으로 침착된 얇은 Fe2O3 나노 입자를 지지하는 이 개념의 효과를 입증합니다. 호스트-게스트 전극에서 같은 양의 헤마타이트(60nm 필름에 해당)가 호스트 스캐폴드 없이 증착된 대조 필름과 비교했을 때, 광전류가 20% 증가한 것이 관찰되었습니다. 이 개선은 특히 헤마타이트에서 광자 침투 깊이가 큰 긴 파장에서 흡수된 광자 변환 효율(APCE)이 증가한 데 기인합니다. 565nm 파장에서 APCE는 대조 필름의 5.7%와 비교하여 8.0%로 개선됩니다. 이는 호스트/게스트 구조 덕분입니다.