共轭聚合物（如共轭乙炔聚合物[CAPs]）作为光电化学析氢反应（PEC HER）极具吸引力的材料，由于光生电子和空穴的严重复合，仍然表现出较差的PEC HER性能。

有鉴于此，德国德累斯顿工业大学冯新亮教授，上海交通大学张荻教授报道了利用纳米铜在铜纤维素纸（CP）上催化Gaser偶联反应原位转化为Cu₂O的特点，提出了一种用于PEC水分解的CAPs/Cu₂O Z型异质结一步制备的一般策略。

文章要点

1）所获得的CAPs/Cu₂O异质结构的PEC HER性能取决于CAPs E_v和Cu₂O E_c之间的能量差。与纯pDET和Cu₂O相比，pDET/Cu₂O Z方案异质结中的光生电子和空穴被更有效地分离。

2）在0.1 M Na₂SO₄水溶液中，制备的聚(2，5-二乙炔并[3,2-b]噻吩)（pDET)/Cu₂O Z型异质结在0.3 kV电压下相对于可逆氢电极的载流子分离效率为16.1%，比pDET和Cu₂O的载流子分离效率分别提高6.7倍和1.4倍。

3）与RHE相比，pDET/Cu2O Z方案异质结在0.3 V时的光电流达到≈520 μA cm^-2，远高于pDET（≈80 μA cm^-2），Cu₂O（≈100 μA cm^-2） ，以及最先进的不含助催化剂的有机或有机半导体异质结/同质结光电阴极（1-370 µA cm^-2）。

这项工作推动了基于聚合物的Z方案异质结和高性能有机光电电极的设计。

Hanjun Sun, et al, Conjugated Acetylenic Polymers Grafted Cuprous  Oxide as an Efficient Z-Scheme Heterojunction  for Photoelectrochemical Water Reduction, Adv. Mater. 2020

DOI: 10.1002/adma.202002486

https://doi.org/10.1002/adma.202002486