通过自发的水分解将阳光转化为可存储的能量形式备受关注，但同时控制光，电和催化特性的困难限制了光电化学（PEC）器件的效率。

近日，阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）Jr-Hau He报道了通过采用基于单晶硅的埋入式接头（BBJ）设计的光吸收和催化活性的空间解耦对光吸收、载体分离/传输和PEC催化反应进行独立优化，实现了最小的光、电和催化电流损失（分别为6.11，1.76，1.67 mA cm^-2）。从而使太阳光谱的光吸收大于95%，同时用于HER的PEC半电池的电流密度达到了40.51 mA cm^-2。

文章要点

1）BBJ设计具有另一个优势是能够基于一系列互连的电池构建成单片PEC器件，从而实现高达1.83 V的V_OC，足以在没有辅助的情况下进行太阳能水分解。因此，得到的HER在一次日照下表现出15.62%的STH效率。

2）在室外正午光照条件下进行红海海水水解实验，产生了9.14 mA cm^-2的电流密度，STH效率为11.33%。

高效BBJ-PEC电池具有良好的性能，使得实现真正的太阳能制氢更近了一步。

Fu, H., Varadhan, P., Lin, C. et al. Spontaneous solar water splitting with decoupling of light absorption and electrocatalysis using silicon back-buried junction. Nat Commun 11, 3930 (2020)

DOI：10.1038/s41467-020-17660-0

https://doi.org/10.1038/s41467-020-17660-0