太阳能驱动的光电化学（PEC）制氢是将太阳能转化为可储存燃料的一种极有前途和可持续发展的途径。半导体量子点（QDs）由于其广泛的组成/尺寸/形状可调的吸收光谱（从紫外到近红外，与太阳光谱有很大的重叠）而被越来越多地用于PEC器件。

近日，加拿大魁北克大学：国立科学研究院Federico Rosei综述了QDs基PEC制氢系统，包括光阳极、光电阴极和串联PEC系统在材料、结构和性能方面的最新研究进展。

文章要点

1）作者首先简要概括了PEC器件的研究现状、基本原理和性能指标。

2）作者接下来总结了基于QDs的PEC系统的电荷动力学工程（电荷产生/分离/转移）的研究进展，重点分析了提高STH效率和增强PEC系统长期稳定性的策略。特别地，作者重点研究了能带排列对QDs内部和界面电荷动力学的影响，并将其与PEC性能进行了关联。

3）作者总结了界面工程（如在量子点上引入空穴/电子受体和调整量子点内部的界面）在调节电子-空穴的分离、转移和传输等方面的作用。

4）作者最后展望了基于QDs的PEC制氢的未来研究工作，概述了QDs的合理设计、合成、加载、表面工程以及基于机器学习的结构和性质调节。此外，还总结了其未来面临的主要挑战和机遇。

参考文献

Lei Jin, et al, Quantum Dots-Based Photoelectrochemical Hydrogen Evolution from Water Splitting, Adv. Energy Mater. 2021

DOI: 10.1002/aenm.202003233

https://doi.org/10.1002/aenm.202003233