Overcoming Charge Collection Limitation at Solid/Liquid Interface by a Controllable Crystal Deficient Overlayer

Advanced Energy Materials

Volumn 7, Issue 3, 2017, Pages

  Zhang, Kan ^a   Ravishankar, Sandheep ^b   Ma, Ming ^c   Veerappan, Ganapathy ^d   Bisquert, Juan ^b,e   Fabregat Santiago, Francisco ^b   Park, Jong Hyeok ^a  

^a Yonsei University   (South Korea)

^b UNIVERSITAT JAUME I   (Spain)

^c Sungkyunkwan University   (South Korea)

^d INTERNATIONAL ADVANCED RESEARCH CENTRE FOR POWDER METALLURGY AND NEW MATERIALS ARCI   (India)

^e KING ABDULAZIZ UNIVERSITY   (Saudi Arabia)

Author keywords

charge carrier separation; crystal deficient overlayer; solar water splitting; solid liquid interface

Indexed keywords

EFFICIENCY; ELECTRONS; NANOWIRES; OXIDE MINERALS; PHOTOELECTROCHEMICAL CELLS; SOLAR POWER GENERATION; TITANIUM DIOXIDE;

CARRIER SEPARATION; CHARGE RECOMBINATIONS; ELECTRON DIFFUSION LENGTH; FARADAIC EFFICIENCIES; PHOTON-TO-CURRENT EFFICIENCIES; REVERSIBLE HYDROGEN ELECTRODES; SOLAR WATER SPLITTING; SOLID/LIQUID INTERFACES;

PHASE INTERFACES;

EID: 84991063624     PISSN: 16146832     EISSN: 16146840     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/aenm.201600923     Document Type: Article

References (49)

1. A. Fujishima, K. Honda, Nature 1972, 238, 37.
2. X. B. Chen, S. S. Mao, Chem. Rev. 2007, 107, 2891.
3. R. Asahi, T. Morikawa, T. Ohwaki, K. Aoki, Y. Taga, Science 2001, 293, 269.
4. X. B. Chen, J. Liu, Y. Y. Peter, S. S. Mao, Science 2011, 331, 746.
5. H. Tong, S. X. Ouyang, Y. P. Bi, N. Umezawa, M. Oshikiri, J. H. Ye, Adv. Mater. 2012, 24, 229.
6. G. M. Wang, Y. C. Ling, H. Y. Wang, X. Y. Yang, C. C. Wang, J. Z. Zhang, Y. Li, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 6180.
7. G. M. Wang, Y. C. Ling, X. H. Lu, F. Qian, Y. X. Tong, J. Z. Zhang, V. Lordi, Y. Li, J. Phys. Chem. C 2013, 117, 10957.
8. U. Diebold, Nat. Chem. 2011, 3, 271.
9. M. K. Tian, M. Mahjouri-Samani, G. Eres, R. Sachan, M. Yoon, M. F. Chisholm, K. Wang, A. A. Puretzky, C. M. Rouleau, D. B. Geohegan, G. Duscher, ACS Nano 2015, 9, 10482.
10. M. I. Nandasiri, V. Shutthanandan, S. Manandhar, A. M. Schwarz, L. Oxenford, J. V. Kennedy, S. Thevuthasan, M. A. Henderson, J. Phys. Chem. Lett. 2015, 6, 4627.
11. Y. Yang, Y. C. Ling, G. M. Wang, T. Y. Liu, F. X. Wang, T. Zhai, Y. X. Tong, Y. Li, Nano Lett. 2015, 15, 7051.
12. X. B. Chen, J. Liu, F. Q. Huang, Chem. Soc. Rev. 2015, 44, 1861.
13. A. Danon, K. Bhattacharyya, B. K. Vijayan, J. L. Lu, D. J. Sauter, K. A. Gray, P. C. Stair, E. Weitz, ACS Catal. 2012, 2, 45.
14. C. Sun, Y. Jia, X. H. Yang, H. G. Yang, X. D. Yao, G. Q. Lu, A. Selloni, S. C. Smith, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 25590.
15. N. Liu, C. Schneider, D. Freitag, M. Hartmann, U. Venkatesan, J. Muller, E. Spiecker, P. Schmuki, Nano Lett. 2014, 14, 3309.
16. Z. Wang, C. Y. Yang, T. Q. Lin, H. Yin, P. Chen, D. Y. Wan, F. F. Xu, F. Q. Huang, J. H. Lin, X. M. Xie, M. H. Jiang, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 5444.
17. X. D. Jiang, Y. P. Zhang, J. Jiang, Y. S. Rong, Y. C. Wang, Y. C. Wu, C. X. Pan, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 22619.
18. A. Naldoni, M. Allieta, S. Santangelo, M. Marelli, F. Fabbri, S. Cappelli, C. L. Bianchi, R. Psaro, V. Dal Santo, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 7600.
19. S. Hoang, S. P. Berglund, N. T. Hahn, A. J. Bard, C. B. Mullins. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 3659.
20. K. Appavoo, M. Z. Liu, C. T. Black, M. Y. Sfeir, Nano Lett. 2015, 15, 1076.
21. W. G. Yang, Y. H. Yu, M. B. Starr, X. Yin, Z. D. Li, A. Kvit, S. F. Wang, P. Zhao, X. D. Wang, Nano Lett. 2015, 15, 7574.
22. Y. J. Hwang, C. Hahn, B. Liu, P. D. Yang, ACS Nano 2012, 6, 5060.
23. L. Ji, M. D. McDaniel, S. J. Wang, A. B. Posadas, X. H. Li, H. Y. Huang, J. C. Lee, A. A. Demkov, A. J. Bard, J. G. Ekerdt, E. T. Yu, Nat. Nanotechnol. 2015, 10, 84.
24. T. W. Kim, K. S. Choi. Science 2014, 343, 990.
25. M. J. Kenney, M. Gong, Y. G. Li, J. Z. Wu, J. Feng, M. Lanza, H. J. Dai, Science 2013, 342, 836.
26. S. Hu, M. R. Shaner, J. A. Beardslee, M. Lichterman, B. S. Brunschwig, N. S. Lewis, Science 2014, 344, 1005.
27. J. Gu, Y. Yan, J. L. Young, K. X. Steirer, N. R. Neale, J. A. Turner, Nat. Mater. 2016, 15, 456.
28. P. L. Yan, G. J. Liu, C. M. Ding, H. X. Han, J. Y. Shi, Y. Gan, C. Li, ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 3791.
29. D. Eisenberg, H. S. Ahn, A. J. Bard, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 14011.
30. Z. M. Bai, X. Q. Yan, Y. Li, Z. Kang, S. Y. Cao, Y. Zhang, Adv. Energy Mater. 2016, 6, 1501459.
31. I. S. Cho, H. S. Han, M. Logar, J. S. Park, X. L. Zheng, Adv. Energy Mater. 2016, 6, 1501840.
32. K. Zhang, L. Y. Wang, J. K. Kim, M. Ma, G. Veerappan, C. L. Lee, K. J. Kong, H. Y. Lee, J. H. Park, Energy Environ. Sci. 2016, 9, 499.
33. F. Fabregat-Santiago, J. Bisquert, G. Garcia-Belmonte, G. Boschloo, A. Hagfeldt, Sol. Energy Mater. Sol. C 2005, 87, 117.
34. Q. Wang, S. Ito, M. Grätzel, F. Fabregat-Santiago, I. Mora-Sero, J. Bisquert, T. Bessho, H. Imai, J. Phys. Chem. B 2006, 110, 25210.
35. M. P. Cantao, J. I. Cisneros, R. M. Torresi, J. Phys. Chem. 1994, 98, 4865.
36. F. Giordano, A. Abate, J. P. Correa Baena, M. Saliba, T. Matsui, S. H. Im, S. M. Zakeeruddin, M. K. Nazeeruddin, A. Hagfeldt, M. Graetzel, Nat. Commun. 2016, 7, 10379.
37. B. Klahr, S. Gimenez, F. Fabregat-Santiago, J. Bisquert, T. W. Hamann, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 16693.
38. R. Van de Krol, M. Grätzel, Electronic Materials: Science & Technology, Springer, New York, 2012.
39. L. Liu, Y. Y. Peter, X. B. Chen, S. S. Mao, D. Z. Shen, Phys. Rev. Lett. 2013, 111, 065505.
40. G. M. Wang, H. Y. Wang, Y. C. Ling, Y. C. Tang, X. Y. Yang, R. C. Fitzmorris, C. C. Wang, J. Z. Zhang, Y. Li, Nano Lett. 2011, 11, 3026.
41. I. S. Cho, M. Logar, C. H. Lee, L. L. Cai, F. B. Prinz, X. L. Zheng, Nano Lett. 2014, 14, 24.
42. M. G. Walter, E. L. Warren, J. R. McKone, S. W. Boettcher, Q. X. Mi, E. A. Santori, N. S. Lewis, Chem. Rev. 2010, 110, 6446.
43. K. H. Shin, J. H. Park, ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 18429.
44. F. F. Abdi, L. H. Han, A. H. M. Smets, M. Zeman, B. Dam, R. van de Krol, Nat. Commun. 2013, 4, 2195.
45. J. W. Jang, C. Du, Y. Ye, Y. Lin, X. Yao, J. Thorne, E. Liu, G. McMahon, J. F. Zhu, A. Javey, J. H. Guo, D. W. Wang, Nat. Commun. 2015, 6, 7447.
46. X. J. Shi, K. Zhang, K. H. Shin, M. Ma, J. Kwon, I. T. Choi, J. K. Kim, H. K. Kim, D. H. Wang, J. H. Park, Nano Energy 2015, 13, 182.
47. Y. S. Chen, J. S. Manser, P. V. Kamat, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 974.
48. Gurudayal, D. Sabba, M. H. Kumar, L. H. Wong, J. Barber, M. Grätzel, N. Mathews, Nano Lett. 2015, 15, 3833.
49. B. Liu, E. S. Aydil. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 3985.