AFM 材料期刊俱乐部

PeakForce PC-AFM 和 KPFM,用于了解太阳能燃料研究中的电荷传输机制

约翰娜 · 艾希霍恩、克里斯托夫 · 卡斯特尔、杰森 · 库珀、多米尼克 · 齐格勒、亚当 · 施瓦茨伯格、伊恩 · 夏普和弗朗西斯卡 · 托马。

自然通讯 (2018), 9, 2597.

利用阳光、水和二氧化碳生产燃料可能为应对清洁能源和气候变化这一巨大挑战提供一条道路。阳光驱动的水分裂是燃料形成反应过程中的关键步骤。BiVO4作为一种高效的半导体光anode材料,具有前景,但其实验测量的转换效率已远远达不到理论极限。Toma 和 Eichhorn 在仔细考虑纳米电接触时,对在峰值力 TUNA 下获得的亚 pA AFM 电流图和 IV 曲线进行了定量分析。它们表明,BiVO4 中的电荷传输最好用空间电荷有限电流模型进行描述,并且受到高密度浅层陷阱的有限。

此外,他们在颗粒边界上找不到重组点,表明存在高缺陷容差,并且提高了内部接口存在时高转换效率的诱人可能性。作为对 Toma 之前对水分裂条件下原位 BiVO4 形态变化的 EC-AFM 调查的补充(Nature 通信,2016 年,7,12012 年),本工作使研究人员向从阳光中制造燃料的令人兴奋的目标又迈了一步。正如 Toma(LBL 新闻稿,2018 年 7 月 18 日)所述,下一个可能的步骤是测量液体电解质下的光导率。