半导体p-n结已被开发并应用于光电化学（PEC）水分解中，但存在严重的载流子重组和缓慢的析氧反应（OER）动力学等问题，这要求p-n结光电极设计的进一步发展。近日，重庆大学Yu Wang，Miao Zhou，苏州大学Liang Li等报道了通过可控的NH₃处理，使用氮（N）作为受体掺杂剂在三单元n型SnS₂（n-SnS₂）纳米片阵列中构建了夹心的p-n同质结。

本文要点：

1）密度泛函理论（DFT）计算预测发现，作为接受体的N原子可在n-SnS₂中构建p-n-p同质结，从而促进载流子的分离/转移并优化OER动力学。此外，该材料具有长的载流子寿命以及改善的结构稳定性。

2）实验表明，具有独特结构的最佳N掺杂的n-SnS₂（pnp-SnS₂）材料可高效催化水氧化，光电流密度在1.23 V（相对于可逆氢电极）时可达3.28 mA cm^-2，是n-SnS₂的21倍，是所有SnS₂基光电极中最高的。

3）此外，法拉第效率接近100％，实现了从水中的化学计量O₂和H₂逸出。

该工作对开发高效的PEC和光电设备具有重要的借鉴意义。

Yu Wu, et al. Atomic sandwiched p-n homojunctions Angew. Chem. Int. Ed., 2020

DOI: 10.1002/anie.202012734

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202012734