Enhanced photoelectrochemical performance of LaFeO(3) photocathode with Au buffer layer.
Enhanced photoelectrochemical performance of LaFeO(3) photocathode with Au buffer layer.
复制标题
Au缓冲层增强LaFeO3光阴极的光电化学性能
DOI：
10.1039/c9ra05521e
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发表时间：
2019-08-23
期刊：
影响因子：
3.9
通讯作者：
Cao, Dawei
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang, Peipei;He, Yanfang;Mi, Yan;Zhu, Jianfei;Zhang, Faling;Liu, Yuan;Yang, Ying;Chen, Mingming;Cao, Dawei
由于具有 2.07 eV 的适当带隙，钙钛矿 LaFeO3 (LFO) 是高效光电化学 (PEC) 系统的替代候选材料。然而，LFO光电阴极的光电流太低而无法实用。在此，我们通过在 LFO/FTO 光电阴极中的 LFO 和 FTO 之间插入 Au 薄层，制备了具有高晶体质量的 LFO 薄膜。因此，可以获得有效的PEC性能改进，并且FTO/Au/LFO电极的光电流密度在0.6 V vs. RHE下增加至-19.60 μA cm-2，比原始FTO/LFO电极高4.1倍。根据实验和理论分析，光电流的增强归因于Au/LFO结构的强光捕获、增强的电荷分离和提高的电荷收集效率。这项工作为开发高效PEC电极提供了一种有前景的策略，并具有在可见光水分解领域应用的潜力。通过简单的磁控溅射和溶胶凝胶工艺获得的 Au/LFO 的光电流显着提高，高达 -19.60 μA cm−2。
Due to an appropriate band gap of 2.07 eV, perovskite LaFeO3 (LFO) is an alternative candidate for high-efficiency photoelectrochemical (PEC) systems. However, the photocurrent of the LFO photocathode is too low to be practical. Herein, we prepared a LFO film with high crystal quality by inserting an Au thin layer between LFO and FTO in the LFO/FTO photocathode. Accordingly, an effective improvement PEC performance could be obtained and the photocurrent density of the FTO/Au/LFO electrode was increased to −19.60 μA cm−2 at 0.6 V vs. RHE, which is 4.1 times higher than that of pristine FTO/LFO electrode. Based on the experimental and theoretical analysis, the enhancement of the photocurrent was attributed to the strong light harvesting, enhanced charge separation, and increased charge-collection efficiency of the Au/LFO structure. This work provides a promising strategy to develop high-efficiency PEC electrodes, and has potential to be applied in the visible-light water splitting area. Au/LFO obtained by facile magnetron sputtering and sol–gel process presents a remarkable improvement in photocurrent up to −19.60 μA cm−2.
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