BiVO₄/WO₃ Type-II 캐스케이드 광양극

FTO 위에 제작된 Type-II n형 BiVO₄/WO₃ 캐스케이드 광양극으로, paper_111에서 리간드 엔지니어링된 MnO 조촉매가 집적되는 기판 소자임 (see Lee et al., Adv. Sci. (2018), Fig. 4a).

구조

• WO₃ 나노로드: 경사각 증착법(GLAD, e-beam, 500 °C 어닐링)으로 제조; 밴드갭 2.72 eV.
• BiVO₄ 나노닷: 펄스 전기증착법(1.95 V vs Ag/AgCl, 80 °C, 500 °C/6 h 어닐링)으로 제조, 단사정계 구조 (d-간격 0.398 nm (102), 0.312 nm (112)); 밴드갭 2.4 eV.
• 평탄대 전위 ~0.3 V vs RHE (Mott–Schottky, 1 kHz, 암조건).

성능 맥락

전하 분리는 엇갈린(Type-II) 밴드 정렬로부터 기인한다. 이전 세대 소자는 4.55 mA cm⁻²에 도달하였으며 (Nam 그룹 참고문헌 [4]), BiVO₄의 이론적 최대값은 7.5 mA cm⁻²이다. 본 소자는 리간드 엔지니어링된 MnO 조촉매의 기판으로 사용됨 → BF₄-MnO-BiVO₄-WO₃-photoanode (6.25 mA cm⁻²). 모든 수치는 Lee et al., Adv. Sci. (2018), Figs. 3–4 참조.

관계

OEC 조촉매를 위한 계면 요건: cascade-photoanode-band-alignment. 표면 OEC로서 BF₄-ligand-MnO-NPs를 탑재함.