Chem：低温铝热反应在金属氧化物中构筑氧空位助力光电化学
学术
2025-02-03 17:11
山东
在n型半导体生成氧空穴（Vö）是改善金属氧化物光电极性能的关键策略。通常Vö是通过气相/液相处理生成。有鉴于此，蔚山科学技术院（UNIST）Jae Sung Lee、Jin Hyun Kim等报道称之为“低温铝热反应”LTTR（low-temperature thermite reaction）的固态还原技术，能够将多种多样的金属氧化物和固体还原剂进行还原。要点1. 在ZnFe2O4的情况，通过LTTR反应处理（ZnFe2O4和Fe反应）使得与本征ZnFe2O4相比，电荷载流子的密度提高~100倍，体相的电荷分离效率提高2~4倍。牺牲试剂的光电流密度和水氧化光电流密度分别达到1.8 mA/cm2和1.6 mA/cm2。这个数值是目前ZnFe2O4光阳极报道的最高结果。要点2. 将ZnFe2O4-铅卤化物钙钛矿太阳能电池构筑的分解水-电池串联系统在没有偏压的情况实现1.85 %的太阳能-氢能转换效率。这种LTTR在大气气氛能够实现大面积（25 cm2）光阳极。因此，LTTR技术有可能是比传统构筑空穴策略更加有效和多功能的技术。
Jeong HunKim, Jin Uk Lee, Likai Zheng, Jun Li, Kevin Sivula, Michael Grätzel, Jae Sung Lee, Jin Hyun Kim, Low-temperature thermite reaction to form oxygen vacancies in metal-oxide semiconductors: A case study of photoelectrochemical cells, Chem. 2025DOI: 10.1016/j.chempr.2024.12.006https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2451929424006338
