铜基硫属化合物由于其优异的光伏性能，被认为是光电化学（PEC）CO₂还原的潜在光电阴极材料。然而，由于CO₂还原反应路径的随机性，电荷转移动力学缓慢，选择性差，它们的PEC效率较低。

近日，澳大利亚新南威尔士大学Rose Amal，Xiaojing Hao报道了通过在CZTS/CdS光电阴极上引入热处理（HT）策略，同时实现了界面电荷转移优化和表面S空位工程。这些都有助于提高PEC的整体CO₂还原性能和可控的PEC CO₂还原选择性。

文章要点

1）研究发现，高温通过引入CZS中Cd和CZTS中Cu/Zn之间的元素互扩散，改善了CZTS/CdS异质结界面，形成了更有利的p-n结，提高了内电位，延长了载流子寿命，抑制了电荷复合。此外，在不同气氛下进行高温处理可以对CdS表面的缺陷进行有效的调节。

2）在空气中高温处理后，氧（O掺杂）可以填充CZTS/CdS表面固有的S空位，从而提高了CO₂和CO的吸附能力，进而提高了CO₂还原活性和对甲醇/乙醇的选择性。相反，在N₂氛围中高温处理时，表面产生了更多的S空位，这有利于表面CO的脱附过程，并导致更高的CO选择性。

通过异质结设计和通过简单的HT策略对催化剂表面性质的改性，这项工作为设计高效的PEC CO₂还原活性和可控选择性的光电阴极开辟了一条新的途径。

参考文献

Shujie Zhou, et al, Accelerating Electron-Transfer and Tuning Product Selectivity Through Surficial Vacancy Engineering on CZTS/CdS for Photoelectrochemical CO₂ Reduction, Small 2021

DOI: 10.1002/smll.202100496

https://doi.org/10.1002/smll.202100496