N-type WO3 and p-type Si can be assembled into a composite structure called “Z-scheme,” which is a high efficiency model for overall water splitting. However, due to the existence of Schottky barrier, its relatively low photocurrent density is still a great challenge for application. Here, a modified “Z-scheme” structure by inserting a W interlayer is presented. A great enhancement of photocurrent density over 10 times is achieved, which can be ascribed to the introduction of the ohmic contacts between W interlayer with both WO3 and Si layers and the elimination of Si-O bands at the interface.
References
1.
F.
Dai
, J. T.
Zai
, R.
Yi
, M. L.
Gordin
, H.
Sohn
, S. R.
Chen
, and D. H.
Wang
, Nat. Commun.
5
, 3605
(2014
).2.
M. de
Respinis
, G. De
Temmerman
, I.
Tanyeli
, M. C. M.
van de Sanden
, R. P.
Doerner
, M. J.
Baldwin
, and R.
van de Krol
, ACS Appl. Mater. Inter.
5
, 7621
(2013
).3.
Y.
Tachibana
, L.
Vayssieres
, and J. R.
Durrant
, Nat. Photonics
6
, 511
(2012
).4.
C.
Liu
, J. Y.
Tang
, H. M.
Chen
, B.
Liu
, and P. D.
Yang
, Nano Lett.
13
, 2989
(2013
).5.
N. H.
Alvi
, P. E. D. S.
Rodriguez
, P.
Kumar
, V. J.
Gomez
, P.
Aseev
, A. H.
Alvi
, M. A.
Alvi
, M.
Willander
, and R.
Notzel
, Appl. Phys. Lett.
104
, 223104
(2014
).6.
K.
Domen
, S.
Naito
, M.
Soma
, T.
Onishi
, and K.
Tamaru
, J. Chem. Soc. Chem. Commun.
12
, 543
(1980
).7.
M.
Gratzel
, Nature
414
, 338
(2001
).8.
G.
Liu
, L.
Wang
, H. G.
Yang
, H. M.
Cheng
, and G. Q.
Lu
, J. Mater. Chem.
20
, 831
(2010
).9.
A.
Kudo
, MRS Bull.
36
, 32
(2011
).10.
K.
Maeda
, ACS Catal.
3
, 1486
(2013
).11.
K.
Sayama
, K.
Mukasa
, R.
Abe
, Y.
Abe
, and H.
Arakawa
, J. Photoch. Photobio. A
148
, 71
(2002
).12.
Y.
Sasaki
, A.
Iwase
, H.
Kato
, and A.
Kudo
, J. Catal.
259
, 133
(2008
).13.
X.
Wang
, G.
Liu
, Z. G.
Chen
, F.
Li
, L.
Wang
, G. Q.
Lu
, and H. M.
Cheng
, Chem. Commun. (Camb)
23
, 3452
(2009
).14.
J.
Shi
and X. D.
Wang
, Energ. Environ. Sci.
5
, 7918
(2012
).15.
D. V.
Esposito
, I.
Levin
, T. P.
Moffat
, and A. A.
Talin
, Nature Mater.
12
, 562
(2013
).16.
S. Y.
Noh
, K.
Sun
, C.
Choi
, M. T.
Niu
, M. C.
Yang
, K.
Xu
, S. H.
Jin
, and D. L.
Wang
, Nano Energy
2
, 351
(2013
).17.
K.
Sun
, S.
Shen
, Y.
Liang
, P. E.
Burrows
, S. S.
Mao
, and D.
Wang
, Chem. Rev.
114
, 8662
(2014
).18.
X. P.
Qi
, G. W.
She
, X.
Huang
, T. P.
Zhang
, H. M.
Wang
, L. X.
Mu
, and W. S.
Shi
, Nanoscale
6
, 3182
(2014
).19.
R. H.
Coridan
, M.
Shaner
, C.
Wiggenhorn
, B. S.
Brunschwig
, and N. S.
Lewis
, J. Phys. Chem. C
117
, 6949
(2013
).20.
S. K.
Deb
, Sol. Energy Mater. Sol. Cells
92
, 245
(2008
).21.
J.
Su
, X.
Feng
, J. D.
Sloppy
, L.
Guo
, and C. A.
Grimes
, Nano Lett.
11
, 203
(2011
).22.
C.
Ng
, Y. H.
Ng
, A.
Iwase
, and R.
Amal
, ACS Appl. Mater. Inter.
5
, 5269
(2013
).23.
P. P.
Gonzalez-Borrero
, F.
Sato
, A. N.
Medina
, M. L.
Baesso
, A. C.
Bento
, G.
Baldissera
, C.
Persson
, G. A.
Niklasson
, C. G.
Granqvist
, and A. F. da
Silva
, Appl. Phys. Lett.
96
, 061909 (2010
).24.
25.
M. G.
Walter
, E. L.
Warren
, J. R.
McKone
, S. W.
Boettcher
, Q. X.
Mi
, E. A.
Santori
, and N. S.
Lewis
, Chem. Rev.
110
, 6446
(2010
).26.
K. H.
Yoon
, C. W.
Shin
, and D. H.
Kang
, J. Appl. Phys.
81
, 7024
(1997
).27.
W.
Wang
, S.
Chen
, P. X.
Yang
, C. G.
Duan
, and L. W.
Wang
, J. Mater. Chem. A
1
, 1078
(2013
).28.
J.
Meyer
, T.
Winkler
, S.
Hamwi
, S.
Schmale
, H. H.
Johannes
, T.
Weimann
, P.
Hinze
, W.
Kowlasky
, and T.
Riedl
, Adv. Mater.
20
, 3839
(2008
).29.
W.
Zhao
, W. H.
Ma
, C. C.
Chen
, J. C.
Zhao
, and Z. G.
Shuai
, J. Am. Chem. Soc.
126
, 4782
(2004
).30.
See supplemental material at http://dx.doi.org/10.1063/1.4897636 for more details about the GIXRD pattern.
31.
C.
Santato
, M.
Ulmann
, and J.
Augustynski
, Adv. Mater.
13
, 511
(2001
).© 2014 AIP Publishing LLC.
2014
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.
