Investigations of the structure of the iron oxide semiconductor–electrolyte interface

The ceramic semiconductor photoelectrodes made of Fe1.99Sn0.01O3, Fe1.99Nb0.01O3, Fe1.8Nb0.2O3 and FeNbO4 are synthesized. The spectral and current-voltage characteristics of photoelectrodes are measured. The anodic photocurrent onset potential is determined. The threshold photon energies corresponding to the inter-band optical transitions near the edge of the fundamental absorption of the semiconductor photoelectrode are calculated. The analysis of the frequency dispersion of the real and imaginary parts of the complex impedance of photoelectrochemical cell with manufactured electrodes is carried out. On the basis of this analysis, equivalent circuits describing the structure of the double electrical layer on the semiconductor–electrolyte interface are proposed, their parameters are calculated. Main limiting steps of the electrode process are determined. To cite this article: V.M. Aroutiounian et al., C. R. Chimie 9 (2006).

RésuméDes céramiques de Fe1,99Sn0,01O3, Fe1,99Nbre0,01O3, Fe1,8Nbre0,2O3 et FeNbO4 ont été synthétisées pour être utilisées comme photoélectrodes. Les caractéristiques courant–tension et les réponses spectrales de ces photoélectrodes et le potentiel de début du photocourant anodique ont été mesurés. Le seuil d'absorption d'énergie des photons correspondant aux transitions optiques inter-bandes des semiconducteurs a été calculé. L'analyse de la fréquence de dispersion des parties réelles et imaginaires des impédances complexes des cellules photoélectrochimiques fabriquées à partir de ces photoélectrodes a été effectuée. Sur la base de cette analyse, des circuits équivalents décrivant la structure de la double couche électrique de l'interface semiconducteur–électrolyte ont été proposés et leurs paramètres calculés. Les étapes limitantes du processus d'électrode ont été déterminées. Pour citer cet article : V.M. Aroutiounian et al., C. R. Chimie 9 (2006).