Through density functional theory calculations, we demonstrate that enhancement of optical absorption and optimization of the fundamental band gap for Cu delafossites can be achieved through alloying group IIIA and IIIB delafossites. These alloys significantly improved the flexibility in designing delafossite-based photoelectrodes for application in photoelectrochemical decomposition of water by visible spectra of solar light.

1.
O.
Khaselev
and
J. A.
Turner
,
Science
280
,
425
(
1998
).
2.
T.
Bak
,
J.
Nowotny
,
M.
Rekas
, and
C. C.
Sorrell
,
Int. J. Hydrogen Energy
27
,
991
(
2002
).
3.
A.
Walsh
,
K. -S.
Ahn
,
S.
Shet
,
M. N.
Huda
,
T. G.
Deutsch
,
H.
Wang
,
J. A.
Turner
,
S. -H.
Wei
,
Y.
Yan
, and
M. M.
Al-Jassim
,
Energy Environ. Sci.
(to be published), DOI: 10.1039/b822903a.
4.
A. J.
Nozik
,
Appl. Phys. Lett.
29
,
150
(
1976
);
G. K.
Mor
,
O. K.
Varghese
,
R. H. T.
Wilke
,
S.
Sharma
,
K.
Shankar
,
T. J.
Latempa
,
K.-S.
Choi
, and
C. A.
Grimes
,
Nano Lett.
8
,
1906
(
2008
).
[PubMed]
5.
X.
Nie
,
S. -H.
Wei
, and
S. B.
Zhang
,
Phys. Rev. Lett.
88
,
066405
(
2002
).
6.
M.
Younsi
,
S.
Saadi
,
A.
Bouguelia
,
A.
Aider
, and
M.
Trari
,
Sol. Energy Mater. Sol. Cells
91
,
1102
(
2007
).
7.
A.
Buljan
,
M.
Llunell
,
E.
Ruiz
, and
P.
Alemany
,
Chem. Mater.
13
,
338
(
2001
).
8.
S.
Saadi
,
A.
Bouguelia
,
A.
Derbal
, and
M.
Trari
,
J. Photochem. Photobiol., A
187
,
97
(
2007
).
9.
M. N.
Huda
,
Y.
Yan
,
A.
Walsh
,
S. -H.
Wei
, and
M. M.
Al-Jassim
(unpublished).
10.
A.
Walsh
,
J. L. F.
Da Silva
,
S. -H.
Wei
,
C.
Körber
,
A.
Klein
,
L. F. J.
Piper
,
A.
DeMasi
,
K. E.
Smith
,
G.
Panaccione
,
P.
Torelli
,
D. J.
Payne
,
A.
Bourlange
, and
R. G.
Egdell
,
Phys. Rev. Lett.
100
,
167402
(
2008
).
11.
J. P.
Perdew
,
J. A.
Chevary
,
S. H.
Vosko
,
K. A.
Jackson
,
M. R.
Pederson
,
D. J.
Singh
, and
C.
Fiolhais
,
Phys. Rev. B
46
,
6671
(
1992
).
12.
G.
Kresse
and
D.
Joubert
,
Phys. Rev. B
59
,
1758
(
1999
).
13.
G.
Kresse
and
J.
Hafner
,
Phys. Rev. B
48
,
13115
(
1993
);
G.
Kresse
and
J.
Furthmüller
,
Comput. Mater. Sci.
6
,
15
(
1996
);
G.
Kresse
and
J.
Furthmüller
,
Phys. Rev. B
54
,
11169
(
1996
).
14.
T.
Ishiguro
,
N.
Ishizawa
,
N.
Mizutani
, and
M.
Kato
,
J. Solid State Chem.
49
,
232
(
1983
).
15.
S. -H.
Wei
,
Comput. Mater. Sci.
30
,
337
(
2004
).
You do not currently have access to this content.