有鉴于此,宁夏大学化学化工学院李丰团队聚焦异质结界面处晶格匹配性对载流子传输性能的影响。通过连续离子(S2-、In3+)交换策略设计了具有共格晶界的ZnO/ZnS/ZnIn2S4阵列光阳极,有效缓解了传统异质结光阳极构筑过程中因晶格失配引起的严重载流子复合问题,显著提升了光阳极的载流子分离效率。文章结合物理表征和光电化学测试详细研究了共格晶界ZnO/ZnS异质结、ZnIn2S4的引入对光阳极析氧性能的影响。结果表明:ZnO的(002)晶面(0.260 nm)与ZnS(200)晶面(0.269 nm)通过O-Zn-S键形成异质结,建立起快速的光生载流子迁移路径,光生空穴可在内建电场驱动力下沿纳米棒径向由ZnO转移至ZnS,并被表面化学性质稳定的助催化剂ZnIn2S4俘获迅速参与4e-析氧反应,使得该光阳极不仅具有较高的光生空穴注入效率,同时具有优异的稳定性。另外,在三维有序纳米阵列结构高的光捕获效率贡献下,该光阳极表现出优异的析氧性能。该研究为设计高性能光电极材料提供了新思路。
Jing Peng, Guorui Liu, Xianhui Jiao, Prof. Hongqiang Xia, Prof. Jing Li, Prof. Qingxiang Ma, Prof. Jun Jin, Dr. Feng Li
ChemSusChem
DOI: 10.1002/cssc.202201469