Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Suppression of charge carrier recombination in a Ta3N5 photoanode via defect regulation: a theoretical investigation

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216208%3A11310%2F24%3A10489917" target="_blank" >RIV/00216208:11310/24:10489917 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=x4uTDoHenu" target="_blank" >https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=x4uTDoHenu</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1039/d4ta01693a" target="_blank" >10.1039/d4ta01693a</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Suppression of charge carrier recombination in a Ta3N5 photoanode via defect regulation: a theoretical investigation

  • Popis výsledku v původním jazyce

    Defect-induced charge carrier recombination in a photoanode significantly restricts the efficiency of solar-driven water splitting. By systematically investigating the photoexcited charge carrier recombination dynamics of Ta3N5 with intrinsic defects, charge states, oxygen (O) impurities, and metal doping based on density functional theory (DFT) calculations and nonadiabatic molecular dynamics (NAMD) simulations, we propose two strategies to mitigate defect-induced charge carrier recombination: ionizing nitrogen (N) vacancies and magnesium (Mg) doping. Our results show that tantalum (Ta) reduction induced by N vacancies is the primary factor in reducing the carrier lifetime of the Ta3N5 photoanode. Ionizing N vacancies and Mg doping can tune the charges of reduced Ta species near the N vacancies, thus extending the recombination lifetime. By contrast, charge-balanced metal and O impurities co-doping in Ta3N5 photoanodes cannot significantly increase the lifetime. Our investigation sheds new light on understanding the charge carrier recombination mechanism and provides dependable strategies to improve the water-splitting performance of the Ta3N5 photoanode.

  • Název v anglickém jazyce

    Suppression of charge carrier recombination in a Ta3N5 photoanode via defect regulation: a theoretical investigation

  • Popis výsledku anglicky

    Defect-induced charge carrier recombination in a photoanode significantly restricts the efficiency of solar-driven water splitting. By systematically investigating the photoexcited charge carrier recombination dynamics of Ta3N5 with intrinsic defects, charge states, oxygen (O) impurities, and metal doping based on density functional theory (DFT) calculations and nonadiabatic molecular dynamics (NAMD) simulations, we propose two strategies to mitigate defect-induced charge carrier recombination: ionizing nitrogen (N) vacancies and magnesium (Mg) doping. Our results show that tantalum (Ta) reduction induced by N vacancies is the primary factor in reducing the carrier lifetime of the Ta3N5 photoanode. Ionizing N vacancies and Mg doping can tune the charges of reduced Ta species near the N vacancies, thus extending the recombination lifetime. By contrast, charge-balanced metal and O impurities co-doping in Ta3N5 photoanodes cannot significantly increase the lifetime. Our investigation sheds new light on understanding the charge carrier recombination mechanism and provides dependable strategies to improve the water-splitting performance of the Ta3N5 photoanode.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10403 - Physical chemistry

Návaznosti výsledku

  • Projekt

  • Návaznosti

    I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2024

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Journal of Materials Chemistry A

  • ISSN

    2050-7488

  • e-ISSN

    2050-7496

  • Svazek periodika

    12

  • Číslo periodika v rámci svazku

    26

  • Stát vydavatele periodika

    GB - Spojené království Velké Británie a Severního Irska

  • Počet stran výsledku

    8

  • Strana od-do

    15922-15929

  • Kód UT WoS článku

    001234661700001

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85194969996