由于氮化钽（Ta₃N₅）具有合适的带隙（2.1 eV），化学稳定性和传输性能，因此可以作为光电化学电池中有希望的光负极，在太阳能转换为电能和化学能方面受到了广泛关注。然而，Ta₃N₅光负极中快速的电子/空穴复合仍然是一个基本挑战，这导致的电荷载流子的寿命而难以维持表面光化学反应。要抑制Ta₃N₅中快速的电子/空穴复合，需要瞬时电荷分离，将有效的电荷转移到表面以用于光化学反应。近日，中科院福建物构所谢奎课题组以两厘米的尺度生长了多孔的Ta₃N₅单晶，从而显著增强了醇光电化学性能。

文章要点：

1）研究人员将KTaO₃单晶生长并加工成衬底（1厘米×2厘米×0.05厘米）。然后在100 mbar，800 ℃的氨中，将具有（110），（100）和（111）刻面的KTaO₃生长出具有（002），（023）和（041）刻面的Ta₃N₅。

2）研究人员提出了刻面工程策略来调整光吸收，电荷分离，激子寿命和传输等性能。

3）Ta₃N₅多孔单晶增强了醇的光电化学氧化性能，其（002）刻面显示出> 99％的醇转化率和> 99％的醛/酮选择性的最佳性能。

Jin, L., Cheng, F., Li, H. and Xie, K., Porous Tantalum Nitride Single Crystal at Two‐Centimeter Scale with Enhanced Photoelectrochemical Performance. Angew. Chem. Int. Ed., 2020

DOI:10.1002/anie.202001204

https://doi.org/10.1002/anie.202001204