收集有关反应位点和陷阱态的原子性质的信息是微调催化和抑制光电化学技术中有害的表面电压损失的关键。

鉴于此，瑞士洛桑联邦理工学院Néstor Guijarro, Kevin Sivula, 伯尔尼大学Ulrich Aschauer报道了将光谱电化学和计算方法相结合，研究了一种很有应用前途的黄铜矿家族的模型光电阴极，即CuIn_0.3Ga_0.7S₂（CIGS）的光电压瓶颈来源和催化性能。

文章要点

1）交流阻抗谱和强度调制光电流谱（IMPS）显示，光阴极电压损失是由V_fb附近存在的费米能级钉扎（FLP）引起的。根据计算模拟，这源于V_Ga和V_In造成的陷阱。

2）Operando拉曼光谱确定了Ga、In和S为HER的催化中心，这与∆G_H预测的活性相一致。值得注意的是，后者被估计为单一组态，扩展到其他In/Ga或缺陷组态可以揭示结构-催化关系。

3）这些发现将光电化学（PEC）的反应与界面的化学性质联系起来，为设计黄铜矿的性能提供了指导。因此，为抑制FLP并保持较高的态密度，避免V_Ga和V_In的形成至关重要。

参考文献

Yongpeng Liu, et al, Identifying Reactive Sites and Surface Traps in Chalcopyrite Photocathodes, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202108994

https://doi.org/10.1002/anie.202108994