实验室青年教师沈少华教授在《Energy & Environmental Scienc》期刊...
6月27日，英国皇家化学学会网络刊载了实验室沈少华教授的综述《异质结构赤铁矿光电化学分解水：合理的材料设计和载流子动力学》。
赤铁矿（α-Fe2O3），具有适合于太阳光谱的吸收带隙，非常适于用作光电阳极材料，通过太阳光分解水的光电化学（PEC）过程制氢。然而，低空穴迁移率、短孔寿命、表面状态高密度、并且α-Fe2O3的/电解质界面析氧慢动力学等，限制了α-Fe2O3光电阳极的PEC性能。随着α-Fe2O3的纳米结构的大量报道，α-Fe2O3的异质设计越来越受到关注并用以来提高PEC性能。本文提供了四种主要的异质结构设计方法：耦合α-Fe2O3 1）为第二类的，例如用于促进电荷分离的n型或p型半导体; 2）为有效的电荷收集纳米纹理导电衬底; 3）表面/界面减少电荷重组表面/界面钝化层; 4）加速水氧化动力学的催化剂。至今研究表明高PEC性能可能与此相关。此外，我们用时间分辨激光技术来探测这些异质的载流子动力学，来洞悉这些材料结构设计改进PEC性能的机制，并帮助引导合理设计α-Fe2O3的异质结构，使得基于α-Fe2O3的-光电阳极材料的PEC分解水的性能进一步提高。总之，合理的异质结的设计是推动α-Fe2O3应用于高效率低成本太阳能制氢的最有效途径，而载流子动力学有助于引导和改善异质机构设计。
该项工作得到了国家自然科学基金，西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室自主立项等经费支持，相关论文发表在国际能源环境域权威期刊Energy & Environmental Scienc （影响因子25.467）上，题为“Hematite Heterostructures for Photoelectrochemical Water Splitting: Rational Materials Design and Charge Carrier Dynamics”。我实验室均为该论文第一作者单位和通讯作者单位。
文章链接：http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/ee/c6ee01845a#!divAbstract