多尺度Fe3O4/Fe2O3光阳极

宽谱吸收光电流大

在氧化铁光阳极上生长金字塔—纳米棒多尺度结构，形成PN结异质界面，大幅提升光吸收与载流子分离效率。

Jin, Wei · Zhang, Rui · Junjie, Chen · Hui, Sun · 夏炜炜 · Junhui, He · 曾祥华

Solar Energy Materials and Solar Cells 2023

参数信息

光电流密度

0.68 mA/cm²

纯 Fe2O3 光电流密度

0.08 mA/cm²

金字塔宽度

5-10 μm

纳米棒直径

400-500 nm

技术优势

光电流提升8.5倍

优化的 Fe2O3/Fe3O4 光阳极在 1.23 V vs. RHE 下光电流密度为 0.68 mA/cm²，是纯 Fe2O3 电极（0.08 mA/cm²）的 8.5 倍。

全光谱吸收

多尺度结构展现出非凡的表面催化活性和光热效应，在紫外-可见-近红外区域产生强吸收。

促进载流子分离

II 型 p-n Fe2O3/Fe3O4 异质结具有合适的能带位置和内建电场，有利于光生载流子的分离和传输。

应用场景

• 光电催化分解水：在低偏压下获得高光电流，提高分解水制氢效率。
• 光催化降解：利用宽谱吸收和活性表面加速有机污染物降解。
• 光电探测器：全光谱响应特性使其适合宽波段光电探测。
• 光辅助燃料电池：光生载流子分离效率高，可提升光辅助燃料电池性能。