使用单片光电化学电池（也称为人造叶子）通过水分解水来实现太阳能制氢，有望加速从化石能源向可持续能源的转变。目前，确定制造单片器件的可扩展方法并深入了解其操作模式以确定提高性能和稳定性的解决方案仍是一项巨大的挑战。
近日，格勒诺布尔-阿尔卑斯大学Vincent Artero，河内科技大学Phong D. Tran报道了用含有[Co(WS4)2]2−配合物的单一镀液，通过简单的光诱导沉积CoWO和COWS分别作为析氧反应和析氢反应催化层，在发光的ITO|3jn-a-Si|Steel太阳能电池上一步制备了CoWO|ITO|3jn-a-Si|Steel|COWS整体式器件。在pH值为7的磷酸盐缓冲溶液中，最佳器件获得了1.9%的太阳能到氢的转化率。
文章要点
1）研究人员用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线能谱(EDX)、电感耦合等离子体光学发射光谱(ICPOES)等常规手段，结合双电位仪，研究了单片器件运行过程中催化层和3jn-a-Si集光芯的演化。
2）研究发现，由于催化剂的部分溶解，器件的性能会下降。然而，只需在操作溶液中添加[Co(WS4)2]2−，即可恢复降解。而对保护掺铟氧化锡(ITO)层的修饰被证明引发了3jn-a-Si集光芯的不可逆退化，导致单片器件的性能下降了10倍。
参考文献
Duc N. Nguyen, et al, Water-Splitting Artificial Leaf Based on a Triple-Junction Silicon Solar Cell: One-Step Fabrication through Photoinduced Deposition of Catalysts and Electrochemical Operando Monitoring, J. Am. Chem. Soc., 2022
DOI: 10.1021/jacs.2c00666
https://doi.org/10.1021/jacs.2c00666
