光催化水分解是解决能源危机并提供可再生和清洁能源的有前景的技术。近年来，尽管已经提出了许多二维（2D）材料作为光催化候选物，但是仍然缺乏有效调节光催化反应和转化效率的策略。近日，昆士兰科技大学Liangzhi Kou等基于第一原理计算，发现AgBiP₂Se₆单层的铁电-顺电相变可以很好地调节光催化活性和能量转换效率。作者发现AgBiP₂Se₆单层的铁电相具有较高的电势和较大光生空穴用于水氧化的驱动力，但在顺电相中具有较高的光生电子相对值，用于氢还原反应。此外，太阳能到氢能的转换效率也可以通过相变来调节，由于载流子利用率更高，在铁电相上转换效率高达10.04％，而在顺电相上转换效率仅为6.66％。而且，在顺电状态下，激子结合能总是比在铁电态下更小，这表明铁电开关还可以对光激发载流子的分离进行方向调节。该工作不仅揭示了铁电极化对水分解的重要性，而且还为通过铁电开关改变二维铁电材料的光催化性能开辟了道路。

Lin Ju, Liangzhi Kou*, et al. Tunable photocatalytic Water-splitting by the Ferroelectric Switch in 2D AgBiP₂Se₆ Monolayer. J. Am. Chem. Soc., 2019

DOI: 10.1021/jacs.9b11614

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b11614