少层MoS2薄片作为溶液法制备杂化有机产氢光阴极的空穴选择层
应用物理
2018-05-07 v1 材料科学
摘要
基于区域规整聚(3-己基噻吩)与苯基-C61-丁酸甲酯(rr-P3HT:PCBM)体异质结夹于电荷选择层之间的高效有机光阴极，正作为通过水分解进行太阳能制氢的高效低成本器件崭露头角。然而，用作电荷选择层的材料的稳定性问题正阻碍着长效光电电极的实现，表明有必要研究新颖且稳定的材料。在此，我们提出以Li辅助剥离块体对应物所得的MoS2纳米薄片，作为rr-P3HT:PCBM基光阴极的高效原子级厚度空穴选择层。我们进行了p型化学掺杂以按需调控MoS2费米能级，从而匹配rr-P3HT的最高占据分子轨道能级，由此便利电极处的空穴收集。所制备的p掺杂MoS2基光阴极在0 V vs. RHE下达到1.21 mA cm-2的光电流、0.56 V vs. RHE的正起始电位以及0.43%的节电品质因数，在模拟1 Sun光照下相较原始MoS2基光阴极实现了6.1倍的提升。光阴极在1 Sun光照下随时间的运行活性显示光电流在0 V vs. RHE下渐进稳定于0.49 mA cm-2。这些结果铺平了将层状晶体用作可扩展杂化有机产氢光电化学电池效率增强剂的道路。
引用
@article{arxiv.1805.01541,
title = {Few-layer MoS2 flakes as hole-selective layer for solution-processed hybrid organic hydrogen-evolving photocathodes},
author = {Sebastiano Bellani and Leyla Najafi and Antonio Esau Del Rio Castillo and Andrea Capasso and Maria Rosa Antognazza and Francesco Bonaccorso},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.01541},
year = {2018}
}
备注
33 pages, 16 figures