光电化学（PEC）太阳能-燃料转换是将太阳能转化为可储存的化学燃料的一种很有前途的方法。而开发低成本、高效、稳定的半导体基光电极是实现具有经济效益的PEC能量转换的关键一步。相对于水裂解氧化还原电偶，p型铜基金属氧化物具有较宽的带隙值和有利的带边，成为用于PEC太阳能转换应用的良好候选材料。然而，化学不稳定性和较差的光电性能严重阻碍了二元和三元铜基金属氧化物的PEC性能。因此，从根本上揭示这些材料的主要局限性、改进策略和进展对于设计高性能和稳定的光电阴极至关重要。
有鉴于此，中山大学Changli Li，Jingfu He，电子科技大学李严波教授，日本东京大学Jean-Jacques Delaunay概述了p型二元和三元铜基金属氧化物光电阴极的发展，讨论了这些p型材料的优点和面临的主要挑战，并介绍了该材料向高性能光电阴极改性的最新研究进展。
文章要点
1）概述了这些p型材料的优点和局限性，并对解决这些材料瓶颈的相关策略进行了分类。
2）总结了已成功应用于Cu2O基太阳能电池和光电阴极的关键技术，为其他新兴的铜基光电阴极提供了有价值的参考。由于这些材料的不稳定性，特别强调了测定光电阴极产氢和法拉第效率的必要性。
3）作者最后展望了异质结、界面工程和表面/体相缺陷钝化的未来发展方向。
C. Li, J. He, Y.Xiao, Y. Li and J. Delaunay, Earth-abundant Cu-based metal oxide photocathodes for photoelectrochemical water splitting, Energy Environ. Sci., 2020
DOI: 10.1039/D0EE02397C
https://doi.org/10.1039/d0EE02397C
