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一维/0D异质结构与插入铁电层协同作用的双调节电荷分离策略促进光电化学水氧化( Dual-regulation charges separation tactics with synergistic effect of 1D/0D heterostructure and inserted ferroelectric layer for boosting photoelectrochemical water oxidation )
Y He J Zhu Y Yuan Y Yang X Yan
可见光利用率低和电荷分离效率低限制了TiO2光阳极的光电化学水氧化活性。对此，提出了一种TiO2/SrTiO3/CdS（纳米棒/铁电/量子点）复合光阳极中1d/0d异质结构与插入铁电层协同作用的双调节电荷分离策略，以提高PEC性能。铁电SrTiO3(STO)纳米层在STO/CdS界面向TiO2/STO界面提供了一个极性电荷诱导电场，这是一个强而持久的自发极化。极性电荷诱导电场在具有级联能带排列的TiO2/STO/CdS三元异质结的辅助下，同时在TiO2/STO/CdS界面上实现了持续快速的电荷分离，与纯TiO2相比，电荷分离效率提高了148%。同时，所获得的TiO2/STO/CdS光阳极允许集成提高电荷载流子密度，更容易空穴提取和增加从外部CdS 0d量子点的活性位。结果表明，TiO2/StO/CdS阳极的光电流显著提高，达到1.85mA cm-2（在1.23V下对RHE）,比TiO2提高了7.4倍。综合调节策略可能会开辟一条途径，通过扩大光吸收来实现增强的电荷分离，从而将太阳能转化为燃料。
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