Boosted charge carrier dynamics in WO3 photoanodes engineered through a one-step electrochemical post-treatment for efficient photoelectrochemical water splitting
Notice bibliographique
Résumé
• Oxygen-vacancy-rich WO 3 film is fabricated via the electrochemical post-treatment. • The enriched oxygen defects increase the overall carrier density and band bending. • Electrochemical post-treatment boosts photoexciton efficiency and WOR kinetics. • WO 3-x -Re60 photoanode shows improved photoresponse of 1.1 mA/cm 2 at 1.23 V RHE . • PEC enhancement mechanism and charge transfer energetics are discussed in detail. Strengthening intrinsic charge transport via defect engineering is an effective strategy to optimize the photoelectrochemical (PEC) water splitting properties of tungsten oxide (WO 3 ) photoanode. In this work, a modified and effective electrochemical post-treatment approach has been developed to introduce abundant oxygen vacancies into highly-ordered WO 3 nanoplate arrays, yielding oxygen-deficient WO 3-x photoanode. Electrochemical tests and energy band structural analyses reveal that the generated oxygen vacancies, acting as shallow donors, significantly increase the overall carrier density, electrical conductivity, and built-in electric field (band bending), thereby contributing to the promotion of both bulk charge separation and interfacial charge injection efficiency (up to ∼ 90 % at 1 V RHE ). As a result, the optimized WO 3-x -Re60 photoanode demonstrates a dramatically improved photoresponse, delivering a maximum photocurrent density of 1.1 mA/cm 2 at 1.23 V RHE , representing a 440 % increment over the pristine WO 3 , and is simultaneously accompanied by a negatively shifted onset potential of 0.24 V and boosted photon-to-current conversion efficiency. Overall, this work elucidates the critical role of oxygen vacancies in governing charge-carrier dynamics in WO 3 and demonstrates a practical defect-engineering strategy for designing efficient photoanodes toward solar-driven water oxidation.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».