Bismuth vanadate, bismuth oxyiodide and bismuth oxybromide thin films growth via Aerosol-Assisted CVD as the main process and their photoelectrochemical properties

Abstract

Este trabajo propone la síntesis de fotoelectrodos de vanadato de bismuto (BiVO4), óxido de bromuro de bismuto (BiOBr) y óxido de yoduro de bismuto (BiOI) en sustratos de flúor dopado de vidrio de óxido de estaño (FTO) a través de un proceso AACVD de una etapa o un proceso AACVD de dos etapas para su utilización en PEC devices. Los fotoelectrodos se caracterizan por difracción de rayos X (XRD), Raman espectroscopía (RS), espectroscopía UV-VIS y Microscopia electrónica de rastreo (SEM). Las propiedades fotoelectroquímicas (PEC) de los fotoelectrodos se estudiaron en Na2SO4 acuoso 0.5 M y muestran que el mejor valor fue el BiOI depositado durante 5 horas y 350 ºC (1,1 mA cm-2 a 1,23 V vs RHE). Aunque el objetivo inicial era obtener BiVO4, tanto en el proceso de dos pasos como en el de un paso se obtuvieron valores inferiores con respecto a la deposición de BiOI. En el proceso de dos pasos, el mejor valor fue la deposición para 5h y 350 ºC (0.7 mA cm-2 a 1.23V vs RHE). En el proceso de un solo paso, la mala adhesión con el FTO produjo valores bajos.

This work proposes the synthesis of photoelectrodes of bismuth vanadate (BiVO4), bismuth bromide oxide (BiOBr), and bismuth iodide oxide (BiOI) on tin oxide glass doped fluorine substrates (FTO) through a one-step AACVD process or a two-step AACVD process for use in PEC devices. Photoelectrodes were characterised by X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy (RS), UV-VIS spectroscopy, and Scanning electron microscopy (SEM). The photoelectrochemical properties (PEC) of the photoelectrodes were studied in 0.5 M aqueous Na2SO4 and show that the best value was the BiOI deposited during 5 hours and 350 ºC (1.1 mA cm-2 at 1.23 V vs RHE). Although the initial goal was to obtain BiVO4, both the two-step and one-step processes will have lower values regarding BiOI deposition. In the two-step process, the best value was deposition for 5h and 350 ºC (0.7 mA cm-2 at 1.23V vs RHE). In the one-step process, poor adhesion with the FTO produced low values.