SCOPUS
SCIE
Three-Dimensional Bicontinuous BiVO<sub>4</sub>/ZnO Photoanodes for High Solar Water-Splitting Performance at Low Bias Potential
저자
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2018
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
34238-34244(7쪽)
제공처
<P>A photoanode capable of high-efficiency water oxidation at low bias potential is essential for its practical application for photocathode-coupled tandem systems. To address this issue, a photoanode with low turn-on voltage for water oxidation and high charge separation efficiency at low bias potential is essential. In this study, we demonstrate the photoanode of the BiVO<SUB>4</SUB>/ZnO three-dimensional (3D) bicontinuous (BC) structure. ZnO has a relatively cathodic flat-band potential, which leads to low turn-on potential; the BiVO<SUB>4</SUB>/ZnO 3D BC photoanode shows an onset potential of 0.09 V versus the reversible hydrogen electrode (<I>V</I><SUB>RHE</SUB>). Moreover, we achieve remarkably high charge separation efficiency at low bias potential (78% at 0.6 V<SUB>RHE</SUB>); this is attributed to the application of thin-film BiVO<SUB>4</SUB> shells by high light-scattering properties of the 3D BC structure. As a result, the BiVO<SUB>4</SUB>/ZnO 3D BC photoanode generates a high water oxidation photocurrent of up to 3.4 ± 0.2 mA cm<SUP>-2</SUP> (with CoPi catalyst coating). This photocurrent value is reproducible, and the photocurrent-to-O<SUB>2</SUB> conversion efficiency is over 90%. To the best of our knowledge, this is the highest value among the values of the photocurrent at 0.6 V<SUB>RHE</SUB> in previous BiVO<SUB>4</SUB>-based heterojunction photoanodes.</P>
[FIG OMISSION]</BR>
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