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28.08.2019 | Ausgabe 18/2019

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 18/2019

Ti-treatment and Co–Pi modification of hematite-based photoanodes for improved photoelectrochemical water oxidation

Zeitschrift:
Journal of Materials Science: Materials in Electronics > Ausgabe 18/2019
Autoren:
Changhai Liu, Yu Xu, Heng Luo, Chao Zhang, Wenchang Wang, Zhidong Chen
Wichtige Hinweise

Electronic supplementary material

The online version of this article (https://​doi.​org/​10.​1007/​s10854-019-02095-1) contains supplementary material, which is available to authorized users.

Publisher's Note

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Abstract

Hematite has been recognized as a promising photoanode materials for the photoelectrochemical water splitting application. A Co–Pi/Fe2TiO5/Fe2O3 composite film has been fabricated by photo-assisted electrodeposition of Co–Pi nanoparticles on the surface of Ti-treated Fe2O3 nanorod arrays, grown perpendicularly on the FTO substrate via one-step hydrothermal method. The films were characterized by scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, X-ray diffraction, and UV–vis diffuse reflectance spectroscopy. The photocurrent response of obtained photoanode with an enhanced photocurrent density of 1.09 and 0.75 mA/cm2 under front-side and back-side illumination compared to Fe2TiO5/Fe2O3, Co–Pi/Fe2O3, and Co–Pi/Fe2TiO5/Fe2O3, due to the suppressed charge carrier recombination and water oxidation dynamics, further indicating that the different effect for the improvement of PEC performance for the front or back sides. Meanwhile, the onset potential for front-side are also improved compared to back-side illumination. The present work demonstrates an exploration for the possible mechanism of front-side and back-side illumination effect via surface modification treatment for the improvement of PEC water splitting application.

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