2D nanosheet SnS2 solution-processed photoanodes : Unveiling enhanced visible light absorption for solar fuels applications
Sánchez, Yudania (Catalonia Institute for Energy Research)
Guc, Maxim (Catalonia Institute for Energy Research)
Martí-Sánchez, Sara (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Jiménez-Guerra, Maykel (Universitat Politècnica de Catalunya)
Lugo-Loredo, Shadai (Universidad Autónoma de Nuevo León (Mèxic))
Arbiol i Cobos, Jordi (Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats)
Perez-Rodriguez, Alejandro (Universitat de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica i Biomèdica)
Martorell, Jordi (Institut de Ciències Fotòniques)
Ros, Carles (Institut de Ciències Fotòniques)

Data:	2024
Resum:	The scale-up of photoelectrochemical water splitting and CO reduction is currently hindered by the excessive band gap of metal oxide photoanodes. Metal sulfides 2D nanostructured morphology offer improved optoelectronic properties and catalytic capabilities in the oxygen evolution reaction (OER). This study demonstrates for the first time visible spectra absorption capabilities of SnS photoanodes, fabricated by facile non-vacuum techniques and post-annealed in a sulfur atmosphere, yielding SnS multilayer nanosheets with visible-light absorption down to 900 nm wavelengths. Optimal annealing (500 °C) resulted in >1 V photovoltages, photocurrents surpassing 1. 6 mA/cm at 1. 23V, incident photon-to-current conversion efficiency (IPCE) of 75% at 330 nm. Photon conversion in the 500-900 nm range (down to 1. 37 eV) is correlated with phase transformation from orthorhombic α-SnS to SnS and further hexagonal SnS. IPCE is key for describing effective phase transformation and photon conversion at wavelengths below the dominant direct band gap for the SnS, suggesting potential indirect transitions or confinement in the low-dimensional nanosheets. SnS nanosheets fabricated by solution-processed means, hold great potential for large-scale, cost-effective, and efficient photoelectrochemical devices.
Ajuts:	European Commission 951843 European Commission 101084326 Agencia Estatal de Investigación CEX2019-000910-S Agencia Estatal de Investigación PID2020-112650RB-I00 Agencia Estatal de Investigación FJC2020-043223-I Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2021/SGR-01286 Ministerio de Ciencia e Innovación IJC2018-038199-I Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2021/SGR-00457 Agencia Estatal de Investigación PID2020-116093RB-C43 Agencia Estatal de Investigación CEX2021-001214-S
Drets:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, i la comunicació pública de l'obra, sempre que no sigui amb finalitats comercials, i sempre que es reconegui l'autoria de l'obra original. No es permet la creació d'obres derivades.
Llengua:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Matèria:	SnS2 ; Chemical bath deposition ; Photoelectrochemical water splitting ; Hydrogen ; Nanosheets
Publicat a:	International journal of hydrogen energy, Vol. 77 (August 2024) , p. 193-202, ISSN 1879-3487

DOI: 10.1016/j.ijhydene.2024.06.160

10 p, 7.0 MB

El registre apareix a les col·leccions:
Documents de recerca > Documents dels grups de recerca de la UAB > Centres i grups de recerca (producció científica) > Ciències > Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats