缺陷调控CuBi₂O₄光电阴极

电荷分离6.39倍提升

通过精准控制后退火氧含量抑制Cu⁺复合中心，显著改善载流子动力学。

李楠 · 张挺 · Liu, Shujie · 危岩 · 申燕 · Wang, Mingkui

ACS Applied Materials & Interfaces 2025

具体参数

电荷分离效率提升倍数

{'zh': '6.39', 'en': '6.39'} ×

起始电位

{'zh': '0.96', 'en': '0.96'} V vs RHE

无偏压光电流密度

{'zh': '0.22', 'en': '0.22'} mA cm⁻²

技术优势

电荷分离效率提升6.39倍

通过后退火氧含量调控，降低了作为主要复合中心的Cu⁺含量，使光生电荷的分离效率大幅提升。

起始电位正移0.96 V vs RHE

缺陷调控使起始电位正移，表明需要更小的额外偏压来驱动水还原反应，有利于提高能量转换效率。

无偏压光电流0.22 mA cm⁻²

与BiVO₄光阳极耦合后，无需外部偏压即可在模拟太阳光下实现可观的电流密度，为一类无需界面修饰的金属氧化物体系树立了性能标杆。

应用场景

• 光电化学水分解：用作高性能光电阴极，与光阳极耦合实现高效水分解。
• 无偏压太阳能制氢：无需外部偏压即可驱动制氢，降低系统复杂性和能源消耗。
• 金属氧化物光电极：通过缺陷调控提升金属氧化物光电极的载流子动力学和性能。