Enhanced photoactivity towards bismuth vanadate water splitting through tantalum doping: An experimental and density functional theory study
Notice bibliographique
Résumé
The activation of hole trap states in bismuth vanadate (BiVO 4 ) is considered an effective strategy to enhance the photoelectrochemical (PEC) water-splitting activity. Herein, we propose a theoretical and experimental study of tantalum (Ta) doping to BiVO 4 leading to the introduction of hole trap states for the enhanced PEC activity. The doping of Ta is found to alter the structural and chemical surroundings via displacement of vanadium (V) atoms that cause distortions in the lattice via the formation of hole trap states. A significant enhancement of photocurrent to ∼4.2 mA cm −2 was recorded attributing to the effective charge separation of efficiency of ∼96.7 %. Furthermore, the doping of Ta in the BiVO 4 lattice offers improved charge transport in bulk and decreased charge transfer resistance at the electrolyte interface. The Ta-doped BiVO 4 displays the effective production of hydrogen (H 2 ) and oxygen (O 2 ) under AM 1.5 G illumination with a faradaic efficiency of 90 %. Moreover, the density functional theory (DFT) study confirms the decrease in optical band gap and the activation of hole trap states below the conduction band (CB) with a contribution of Ta towards both valence and CB that increases the charge separation and majority charge carrier density, respectively. The findings of this work propose that the displacement of V sites with Ta atoms in BiVO 4 photoanodes is an efficient approach for enhanced PEC activity.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».