BiVO4 has been regarded as a promising material for photoelectrochemical water splitting, but it suffers from a major challenge on charge collection and utilization. In order to meet this challenge, we design a nanoengineered three-dimensional (3D) ordered macro-mesoporous architecture (a kind of inverse opal) of Mo:BiVO4 through a controllable colloidal crystal template method with the help of a sandwich solution infiltration method and adjustable post-heating time. Within expectation, a superior photocurrent density is achieved in return for this design. This enhancement originates primarily from effective charge collection and utilization according to the analysis of electrochemical impedance spectroscopy and so on. All the results highlight the great significance of the 3D ordered macro-mesoporous architecture as a promising photoelectrode model for the application in solar conversion. The cooperating amplification effects of nanoengineering from composition regulation and morphology innovation are helpful for creating more purpose-designed photoelectrodes with highly efficient performance.

Highly ordered Sb nanorod arrays with large interval spacing were fabricated that showed high capacities and superior rate capabilities.

Plasmonic hot-electron-based photodetectors (HEB-PDs) have received widespread attention for their ability to realize effective carrier collection under sub-bandgap illumination. However, due to the low hot electron emission probability, most of the existing HEB-PDs exhibit poor responsivity, which significantly restricts their practical applications. Here, by employing the binary-pore anodic alumina oxide template technique, we proposed a compact plasmonic bound state in continuum metasurface–semiconductor–metal-based (BIC M–S–M) HEB-PD. The symmetry-protected BIC can manipulate a strong gap surface plasmon in the stacked M–S–M structure, which effectively enhances light–matter interactions and improves the photoresponse of the integrated device. Notably, the optimal M–S–M HEB-PD with near-unit absorption (∼90%) around 800 nm delivers a responsivity of 5.18 A/W and an IPCE of 824.23% under 780 nm normal incidence (1 V external bias). Moreover, the ultrathin feature of BIC M–S–M (∼150 nm) on the flexible substrate demonstrates excellent stability under a wide range of illumination angles from −40° to 40° and at the curvature surface from 0.05 to 0.13 mm–1. The proposed plasmonic BIC strategy is very promising for many other hot-electron-related fields, such as photocatalysis, biosensing, imaging, and so on.