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ZUSAMMENFASSUNG Hämatit ist ein vielversprechendes Kandidatenmaterial für Photoanoden, aber die Effizienz der modernen Hämatit-Photoanoden ist durch den niedrigen Absorptionskoeffizienten, die kurze Löcherdiffusionslänge und die langsamen Wasseroxidationskinetiken begrenzt. In dieser Arbeit wurde eine hocheffiziente Hämatit-Photoanode entwickelt und gefertigt, indem eine titan-dotierte Hämatit (Ti:Fe 2 O 3) Homojunktion mit unterschiedlichen Dotierungsinhalten und einer hierarchischen Nanorod/Nanobowl-Array-Struktur eingeführt wurde. Die Homojunktion bestand aus niedrig dotierten Ti Nanorods, die auf hochdotierten Ti Nanobowl-Arrays gewachsen sind, was zur Bildung eines breiten eingebauten elektrischen Feldes führte, das die Ladungstrennung und -übertragung im Volumen signifikant verbesserte. Darüber hinaus ermöglichte das radial in den Schalen und an den Schalenrändern gewachsene Nanorods eine verbesserte Lichtabsorption durch multiple Lichtstreuung, während eine größere Elektroden-Elektrolyt-Kontaktfläche und mehr Reaktionsstellen bereitgestellt wurden. Im Vergleich zu den Ti:Fe 2 O 3 Nanorod-Arrays zeigte die Ti:Fe 2 O 3 Nanorod/Nanobowl-Array-Photoanode eine Erhöhung der Photostromdichte von 1,6 mA cm −2 auf 3,0 mA cm −2 bei 1,23 V versus RHE und behielt eine langfristige Stabilität über 100 h bei 1,23 V versus RHE. Diese Studie erreichte nicht nur eine hocheffiziente Hämatit-Photoanode, sondern bot auch eine neue Perspektive für das Design von unterschiedlich dotierten Homojunktion-Photoanoden mit gewünschten Nanostrukturen.
Ren et al. (Fri,) untersuchten diese Frage.