光吸收和催化反应的空间解耦是提高硅光电极效率和稳定性的一条很有前途的途径。

基于此，北京大学深圳研究生院潘锋教授报道了采用工业化生产方法，在商业SiN_x单晶p-n⁺Si上制备了图案化Ag点（PADs）作为玻璃层的前电极。

文章要点

1）结果表明，在酸性电解液（0.5 M H₂SO₄）中，电子隧穿玻璃层对Si光电阴极起到了很好的保护作用。用于减反射和表面钝化的SiN_x层也能抵抗腐蚀性电解液。

2）在1 Sun （AM 1.5g）照射下，PADs上电沉积Pt作为析氢催化剂时，点间距为0.75 mm的PADs修饰的光电阴极的饱和光电流为36.1 mA cm⁻²，光电压为0.61 V。外加偏置光电转换效率（ABPE）达到9.7%。这一性能得益于同时优化光吸收和光激发电子的收集。在0 V（vs.RHE）下，光电流可以保持100 h左右的稳定性。

这项研究确定了一种新的多功能空间去耦合层组合，其可以有效进行光吸收和光激电子转移，并且可以在酸性电解液保持稳定性。

参考文献

Zongwei Mei, et al, High-Performance Si Photocathode Enabled by Spatial Decoupling Multifunctional Layers for Water Splitting, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202107164

https://doi.org/10.1002/adfm.202107164.