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Surface modification by ligand growth strategy for dense copper bismuth film as photocathode to enhance hydrogen production activity

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Frontiers in Energy 2024年第1期18卷 89-100页

作者： Zhouzhou WANG Qingwei WU Jieming WANG Ying YU Institute of Nanoscience and Nanotechnology College of Physical Science and TechnologyCentral China Normal UniversityWuhan 430079China

Hydrogen production from photoelectrochemical(PEC)water splitting has been regarded as a promising way to utilize renewable and endless solar ***,semiconductor film grown on photoelectrode suffers from numerous challenges,leading to the poor PEC ***,a straightforward sol-gel method with the ligand-induced growth strategy was employed to obtain dense and homogeneous copper bismuthate photocathodes for PEC hydrogen evolution *** various characterizations,it was found that the nucleation and surface growth of CuBi_(2)O_(4)layer induced by 2-methoxyethanol ligand(2-CuBi_(2)O_(4))demonstrated a decent crystallinity and coverage,as well as a large grain size and a low oxygen vacancy concentration,leading to the good ability of light absorption and carrier ***,under simulated sunlight irradiation(AM1.5G,100 mW/cm^(2)),the 2-CuBi_(2)O_(4)photocathode achieved an enhanced photocurrent density of−1.34 mA·cm^(−2)at 0.4 V versus the reversible hydrogen electrode and a promising applied bias photon-to-current efficiency of 0.586%.This surface modification by ligand growth strategy will shed light on the future design of advanced photoelectrodes for PEC water splitting.

关键词： copper bismuthate photocathode ligand growth strategy dense film PEC

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