太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的光電化學(xué)（PEC）水分解為將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)燃料提供了一種有效解決方案。當(dāng)涂覆過渡金屬化合物（TMC）覆蓋層時(shí)，基于半導(dǎo)體（SC）的光陽(yáng)極通常表現(xiàn)出增強(qiáng)的PEC性能，TMC僅為析氧反應(yīng)（OER）的助催化劑。然而，這種改進(jìn)的起源和TMC的不同作用仍存在爭(zhēng)議，這主要是由于缺乏先進(jìn)的表征技術(shù)，無(wú)法在操作中捕捉到這種多組分SC/TMC系統(tǒng)中的光生電荷轉(zhuǎn)移動(dòng)力學(xué)。近日，西北師范大學(xué)盧小泉、西安交通大學(xué)杜佩瑤報(bào)道了如何使用原位可視化表征來(lái)解決上述問題，即掃描光電化學(xué)顯微鏡（SPECM）和紫外/可見光譜電化學(xué)（UV/vis-SEC）。
本文要點(diǎn)：
1) 通過將這些技術(shù)應(yīng)用于BiVO4（BV）與各種TMC（如CoPi、Ni（OH）x和Fe（OH）x）的結(jié)合，作者發(fā)現(xiàn)除了TMC覆蓋層的優(yōu)異OER活性外，還應(yīng)特別注意快速空穴轉(zhuǎn)移動(dòng)力學(xué)，特別是為了實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的PEC性能。
2) 正如預(yù)期的那樣，進(jìn)一步將FeNi-H層負(fù)載到BV/Fe（OH）x光陽(yáng)極上，BV/Fe（OH）x/FeNi-H在所有對(duì)應(yīng)物中實(shí)現(xiàn)了最高的光電流密度。
Xingming Ning et.al In Operando Visualization of Charge Transfer Dynamics in Transition Metal Compounds on Water Splitting Photoanodes Adv. Energy Mater. 2025
DOI: 10.1002/aenm.202405137
https://doi.org/10.1002/aenm.202405137
