The development of new energy beyond the dependence of fossil fuels is one of major challenges. Among the alternatives, hydrogen is attracting much attention as an energy storage and carrier. Photoelectrochemical water splitting is one of the most environmentally friendly methods of hydrogen production. Bismuth vanadate($BiVO_4$) is one of the promising photocatalyst and various strategies for developing photoelectrode based on this material are presented. In this thesis, we discuss the relationship between the change in material properties of $BiVO_4$ and the performance of devices that from heterojunction with $SnO_2$. Moreover, the changes of photoelectrochemcial performance depending on the stoichiometry of $BiVO_4$, concentration of oxygen vacancy and direction of $BiVO_4$ crystal are included.
화석연료의 의존성을 벗어나고 새로운 에너지의 개발은 인류의 중요 과제 중 하나이다. 여러 대안 중 수소는 에너지 저장 및 전달 수단으로써 많은 주목을 받고 있다. 광전기화학적 물 분해는 수소 생산의 가장 친환경적인 방안으로 에너지 전환 효율 향상을 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 비스무스 바나데이트는 각광받는 광 촉매 물질 중 하나이며 이를 기반으로 한 광전극 개발에 다양한 전략들이 제시되었다. 본 학위논문에서는 비스무스 바나데이트의 합성 방법에 따른 물질적 특성의 변화와 $SnO_2$와 이종접합을 형성하는 디바이스 성능과의 연관성에 대해 다룬다. 비스무스 바나데이트의 화학양론과 산소 결핍 농도 변화에 따른 광화학적 성능 변화 및 결정 방향에 따른 성능 변화에 대한 내용을 다룬다.
