金属氧化物是一类重要的半导体,可用于制备太阳能-化学能转换应用中的高效光电极。为提高光电极的光电性能,如改变氧空位密度等已经被广泛研究,但是对金属空位的影响的研究却很少。近日,昆士兰大学]Lianzhou Wang等对典型的用于光化学(PEC)水分解的CuO光电阴极中的金属空位进行了研究。作者发现,Cu空位的存在可以提高电荷载流子浓度,并促进CuO光电阴极中电荷的分离和转移。改变薄膜样品450oC热处理过程中的O2分压,可以有效地调整Cu空位的密度,从而提高PEC性能。与在空气中制备的CuO阴极相比,在纯O2中制备的CuO光电阴极光电流增加100%。在其它铜基光电阴极(例如,CuBi2O4和CuFe2O4)中也观察到了铜空位对PEC的促进作用,表面金属空位在实现高效光电阴极中的重要作用。
Zhiliang Wang, Lei Zhang, Lianzhou Wang*, et al. Identifying Copper Vacancies and their Role in CuO based Photocathodes for Water Splitting. Angew. Chem. Int. Ed., 2019
DOI:10.1002/anie.201909182