氧化亚铜（Cu₂O）是一种很有前景的光电化学水分解（PEC）氧化物材料，提高其光电压是创造高效的整体PEC水分解装置的关键。之前的报道主要集中在优化Cu₂O和n型缓冲层之间的能带排列以提高Cu₂O光电阴极的光电压。然而，n型缓冲层和保护层之间的能带排列常常被忽视。

在这项工作中，南开大学Jingshan Luo制备了具有单缓冲层（Ga₂O₃）和双缓冲层（Ga₂O₃/ZnGeO_x）的Cu₂O光电阴极，并比较了它们的PEC性能。

文章要点

1）结果表明，插入第二缓冲层（ZnGeO_x）后，Cu₂O光电阴极的起始电位增加了0.16V。

2）操作电化学阻抗谱测量和各层能级图分析表明，Ga₂O₃和Ga₂O₃之间的能级梯度引入ZnGeO_x时会产生TiO₂，消除了Ga₂O₃/TiO₂界面处的势垒，提高了Cu₂O光电阴极的光电压。

研究工作提供了一种通过引入双缓冲层来提高太阳能水分解光电极的光电压的有效方法。

参考文献

Cheng, J., Wu, L. & Luo, J. Improving the photovoltage of Cu2O photocathodes with dual buffer layers. Nat Commun 14, 7228 (2023).

DOI：10.1038/s41467-023-42799-x

https://doi.org/10.1038/s41467-023-42799-x