Ta₃N₅是用于太阳能驱动的光催化或光电化学（PEC）水分解的有效半导体。但是，由于缺乏对其固有缺陷特性的深入了解，因此无法进一步提高其性能。

近日，电子科技大学李严波教授，德国慕尼黑工业大学Ian D. Sharp报道了利用综合的光谱表征与理论计算相结合，以研究Ta₃N₅的缺陷性质。

文章要点

1）Ta₃N₅的电子结构表明，氧杂质是浅供体，而氮空位（V_N）和还原的Ta中心（Ta^{3 +}）是深陷阱。由于TA³⁺缺陷的能量位置低于水的还原电位，因此Ta³⁺缺陷不利于水分解性能。

2）采用一种简单的H₂O₂预处理方法，通过降低Ta³⁺缺陷浓度来改善Ta₃N₅光阳极的PEC性能，进而获得了2.25%的高转换效率。

揭示Ta3N5缺陷性质有望为开发更高效的光阳极和光催化剂提供指导。

Jie Fu, et al, Identifying Performance-Limiting Deep Traps in Ta₃N₅ for Solar Water Splitting, ACS Catal., 2020

DOI: 10.1021/acscatal.0c02648

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c02648