Saturday, 18 March 2017



We glad to share that our recent research work on "WO3/W:BiVO4/BiVO4 graded photoabsorber electrode for enhanced photoelectrocatalytic solar light driven water oxidation" has been published in Physical Chemistry and Chemical Physics (Impact Factor 4.49) (Phys. Chem. Chem. Phys., 2017,19, 4648-4655). 


We demonstrate the dual advantages of graded photoabsorbers in mesoporous metal oxide-based hetero interfacial photoanodes in improving photogenerated charge carrier (e−/h+) separation for the solar light-driven water-oxidation process. By taking advantage of the effects of mild W-doping at BiVO4, which extends the visible light absorbance and enhances the charge separation, for the first time, we utilize W:BiVO4 as a photoactive interfacial layer between WO3/BiVO4 interfaces. As a result, the WO3/BiVO4 hetero photoanode containing the photoactive W:BiVO4 interfacial layer showed 130% higher photocurrent than that of the interfacial layer-free hetero photoelectrode owing to the enhanced charge separation led water oxidation process.



நானோ அளவிலான குறை கடத்தி மென் படலங்களை (Semiconductor thin films) கொண்டு சூரிய ஒளியில் இருந்து நீரை ஆக்சிஜனேற்றம் செய்து ஆக்சிஜன் வாயுவையும், இந்த வினையின் மூலம் பெறப்பட்ட ஒளி எலக்ட்ரான்கள் மூலம் நீரில் இருந்து ஹைட்ரஜன் வாயுவையும் பெறும் செயற்கை ஒளிச் சேர்க்கை (artificial photosynthesis) நுட்பமானது எதிர்காலத்தில் நாம் எதிர் நோக்கி இருக்கும் எரிவாயு தட்டுப்பாட்டினை போக்கும் வழி முறைகளில் ஒன்றை தந்துள்ளது. ஆனால் ஒளி மின் விளைவின் போது குறைகடத்தி மென் படலங்களில் உருவாகும் நேர், எதிர் மின்னிகளை திறனுறு வகையில் பிரித்தால் மட்டுமே ஒளிவினையூக்கி (photocatalyst) நிகழ்வுகளில் இருந்து பெறப்படும் ஆக்சிஜன், ஹைட்ரஜன் வாயுவின் அளவினை அதிகரிக்க இயலும்.

இத்தையக பார்வையில் இரண்டு குறைகடத்தி கலப்பு சந்திகளுக்கு (heterojunction) இடையே உள்ள இடைமுகத்தில் (interface) உலோக மூலக்கூறுகள் மூலம் செறிவூட்டப்பட்ட குறைகடத்தி படலத்தினைச் செருகும் போது இடைமுகத்தில் உள்ள ஆற்றல் பட்டைகளில் ஒரு படிகட்டு (graded interface) போன்ற அமைப்பினை உருவாக்கி எதிர் மின்னிகள் இலகுவாக வெளி மின்சுற்றுக்கு எடுத்துச்செல்லும் சூழலை உருவாக்கி தருகிறது. இதன் மூலம் மின்னிகளின் மீளச்சேரல் வீதத்தை (recombination rate) வெகுவாக குறைத்து
செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கை வினையினை செறிவுள்ளதாக மாற்றுகிறது. 

எமது ஆய்வில் டங்ஸ்டன் உலோக மூலக்கூறுகளால் செறிவூட்டப்பட்ட பிஸ்மத் வனேடியம் ஆக்சைடு என்ற (W:BiVO4) மென்படலத்தை கலப்பு சந்தியில் இடைசெருகும் போது மிகச் சிறப்பான வகையில் செயலாற்றுகிறது. இந்த இடைமுக மென்படலமானது ஒளி மின் விளைவுகளை அடிப்படையாக கொண்டு செயலாற்றும் குறைகடத்தி கலப்பு சந்திகளில் மின்னிகளை பிரித்தறிவான்களாக பயன்படுத்தலாம்.