Le découpage d'eau photoélectrochimique (PEC) est une voie prometteuse pour l'efficacité de conversion solaire-en-hydrogène (STH) directe, mais son efficacité est limitée par la performance des photoanodes disponibles. Le vanadate de bismuth (BiVO4), avec son gap d'énergie idéal d'environ 2,4 eV pour l'absorption de la lumière visible, est un candidat de premier plan, cependant son application pratique est contrainte par une séparation sévère des porteurs de charge et une cinétique de transfert de charge lente. À cette fin, nous avons ingénierie une photoanode BiVO4 optimisée en contrôlant précisément le chemin de électrodéposition du précurseur BiOI. Ce paramètre unique a régi la formation de films BiVO4 compacts et uniformes lors du recuit, offrant une performance PEC supérieure grâce à un rendement de séparation de charge maximisé et à une cinétique de surface améliorée. En conséquence, la photoanode FTO/BiVO4/CoPi a atteint une densité de photocourant de 5,51 mA cm-2 à 1,23 VRHE, et une efficacité de photon-à-courant sous biais appliqué (ABPE) de 1,58 %. En exploitant cette photoanode optimisée, nous avons construit un dispositif tandem sans biais en l'intégrant avec une photocathode Cu2ZnSnS4 (CZTS). Ce système intégré a atteint une efficacité de conversion solaire-en-hydrogène (STH) de 2,10 % avec une densité de courant de fonctionnement de 1,71 mA cm-2. Ce travail fournit une stratégie viable pour développer des systèmes PEC efficaces et stables pour la production d'hydrogène solaire.
Xie et al. (Mon,) ont étudié cette question.
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