电荷分离对于高效的人工光合作用至关重要，特别是对于窄禁带金属硫化物/硒化物。

近日，日本东京大学Kazunari Domen报道了引入CdS，通过浸渍−硫化的方法在窄禁带(ZnSe)_0.5(CuGa_2.5Se_4.25)_0.5（ZCGSe）上形成有效的p−n结，以加强电荷分离。此外，还引入了二氧化钛（TiO₂）层，对于稳定CdS和抑制逆反应至关重要。

文章要点

1）研究人员以Pt负载的TiO₂/CdS−ZCGSe作为析氢光催化剂（HEP），BiVO₄：Mo和Au分别作为析氧反应光催化剂（OEP）和电子介体，获得了高效率的Z-方案整体水分解（OWS），在420 nm处的表观量子产率（AQY）为1.5%。这是迄今报道的最高值，也是首次证明了在以金属硫化物/硒化物为HEPs的OWS体系中，p−n结增强了析氢性能。

2）由于许多p型半导体具有可调的能带结构，这一策略有望扩展到各种高效的人工光合作用应用，包括光催化分解水和长波利用的CO₂还原。

这项研究表明，精心设计的p−n结可以有效地促进光催化中的电荷分离，为开发高效的窄禁带光催化剂人工光合作用系统开辟了新的途径。

参考文献

Shanshan Chen, et al, Surface Modifications of (ZnSe)_0.5(CuGa_2.5Se_4.25)_0.5 to Promote Photocatalytic Z‑Scheme Overall Water Splitting, J. Am. Chem. Soc., 2021

DOI: 10.1021/jacs.1c03555

https://doi.org/10.1021/jacs.1c03555