Sargent/俞书宏/高敏锐Nature子刊：近红外活性晶格匹配形态异质结构提高光电化学效率

2023年10月14日上午11:31 • 顶刊解读

光电化学催化是一种从太阳能直接制氢的的方法。然而，与可见光和紫外光区相比，近红外光区的光收集效率有限，这阻碍了太阳能转换效率。

多伦多大学Edward H. Sargent、中国科学技术大学高敏锐和俞书宏等人报道了一种通过同时增加光捕获光谱范围和电荷分离效率来提高能量转换效率的策略，制备出用作近红外活性具有晶格匹配形态的异质纳米结构光阳极。

晶格匹配的形态异质结减少了载流子俘获界面缺陷，这些缺陷通常存在于两种具有大晶格失配的不同半导体的界面。当形态异质结被选择应用在宽带吸收光谱范围选择，并且当它提供低复合率时，它可以提高能量转换效率。

生长在纳米管上的多层纳米片构成的BST-MH显示出对NIR光(λ > 800 nm)的高吸收以及由于晶格匹配的形态异质结而导致高的光生电荷分离。

BST-MH光阳极在含有空穴清除剂的电解质溶液中，在800 nm处的IPCE为36%，在NIR光和0.60 V_RHE下的光电流密度为1.5 mA cm^-2。引入CoSeTe时，BST/CoSeTe-2%光阳极可以在NIR光下产生氢气120 h。

Boosting photoelectrochemical efficiency by near-infrared-active lattice-matched morphological heterojunctions. Nature Communications, 2021. DOI: 10.1038/s41467-021-24569-9

Sargent/俞书宏/高敏锐Nature子刊：近红外活性晶格匹配形态异质结构提高光电化学效率

相关推荐