铋空位BiVO₄光阳极

电荷分离近100%

通过引入铋空位构造晶格应变，促进体相电荷分离并显著提升光电化学水氧化性能。

Liu, Boyan · 王鑫 · Zhang, Yingjuan · Kang, Wan · Xu, Liangcheng · Siqing, Ma · Ruoting, Zhao · 王松灿 · Wei, Huang

Advanced Energy Materials 2024

具体参数

光电流密度

{'zh': '6.20', 'en': '6.20'} mA cm⁻²

电荷分离效率

{'zh': '100', 'en': '100'} %

技术优势

电荷分离接近100%

表面铋空位诱导的应变使少数VO₄四面体畸变，提高了大多数正常VO₄四面体的反键态能量并创造更多电子空位态，显著促进电子-空穴分离。电荷分离效率接近100%意味着几乎所有光生载流子都到达表面参与反应。

光电流提升到6.20 mA cm⁻²

在1.23 V vs RHE和AM 1.5 G光照下获得高光电流密度，优于普通BiVO₄光阳极，表明晶格应变策略大幅提升了水氧化性能。

应用场景

• 光电催化水分解：以接近100%的电荷分离效率实现高效水分解，减少体相复合损失。
• 光阳极设计：通过铋空位引入晶格应变，为光阳极体相电荷分离提供新策略。
• 绿色制氢：高效稳定的水氧化光阳极是绿色制氢系统的关键部件。
• 光电化学装置：可直接集成到光电化学电池中，提升器件整体性能。