近日，中科院院士、中科院大連化物所研究員李燦領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，在以五氮化三鉭為基礎(chǔ)的半導(dǎo)體光陽(yáng)極研究中，發(fā)現(xiàn)了“空穴儲(chǔ)存層”電容效應(yīng)，并由此設(shè)計(jì)獲得了高效穩(wěn)定的太陽(yáng)能光電化學(xué)分解水體系。相關(guān)成果在線發(fā)表于近期的《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》雜志。

各國(guó)科學(xué)家一直致力于發(fā)展高效、穩(wěn)定的太陽(yáng)能光電催化分解水體系。李燦團(tuán)隊(duì)在部署太陽(yáng)能光催化分解水研究的同時(shí)，啟動(dòng)太陽(yáng)能光電催化分解水的研究。

為提高太陽(yáng)能制氫效率，需要發(fā)展寬光譜捕光的窄帶隙半導(dǎo)體光陽(yáng)極。其中，具有代表性的窄帶隙半導(dǎo)體五氮化三鉭材料，其太陽(yáng)能制氫理論效率可達(dá)15%以上，是目前國(guó)際太陽(yáng)能光電催化制氫領(lǐng)域的主攻體系之一。但該體系易受光腐蝕，解決其穩(wěn)定性是該領(lǐng)域的挑戰(zhàn)課題。

此次報(bào)道了目前世界上具有最高穩(wěn)定性的五氮化三鉭分解水光陽(yáng)極體系。研究發(fā)現(xiàn)，五氮化三鉭表面Fh層具有電容的空穴儲(chǔ)存能力，可將五氮化三鉭中光激發(fā)形成的光生空穴快速轉(zhuǎn)移、高效儲(chǔ)存，使半導(dǎo)體免于光腐蝕氧化，提高了光陽(yáng)極的穩(wěn)定性。