WO3/BiVO4 II型异质结阵列修饰缺氧ZnO钝化层：一种高效稳定的光阳极

摘要： 在本工作中，我们报道了一种具有高效光电化学（PEC）性能和稳定性的三元WO3/BiVO4/ZnO光阳极，可实现高效水分解。首先通过水热法在氟掺杂氧化锡（FTO）玻璃基底上生长WO3纳米片阵列，随后旋涂BiVO4层于WO3纳米片表面，制备出II型WO3/BiVO4异质结阵列。接着采用原子层沉积（ALD）技术在WO3/BiVO4异质结阵列上引入薄层ZnO，构建三元WO3/BiVO4/ZnO光阳极。研究表明，该光阳极中的ZnO薄层含有丰富氧空位，能有效作为钝化层提升光生载流子的分离效率及表面水氧化动力学。在无助催化剂条件下，所制备的WO3/BiVO4/ZnO光阳极在1.23 V（vs. RHE）偏压下产生2.96 mA cm-2的光电流，380 nm处入射光子-电流转换效率（IPCE）达~72.8%，两项指标均与先进WO3/BiVO4体系相当。此外，该光阳极在6小时后光电流仅衰减9%，展现出优异的光电化学稳定性。