由水和二氧化碳光催化合成氢气和甲烷等太阳能燃料是一种很有前途的策略，可以储存大量的太阳能，以克服其间歇性。虽然这种方法已经使用无机半导体光催化剂研究了几十年，而有机半导体直到最近才得到了显著的关注。有机半导体的能级可调，使光催化剂的设计具有最佳的太阳光利用率。然而，有机半导体光催化剂的太阳能转换效率一直受到量子效率低的限制。为了解决这一问题，人们采用了各种光催化剂设计策略，包括半导体能级优化、表面修饰和异质结的制备，从而大幅提高了光催化效率。

近日，阿卜杜拉国王科技大学Iain McCulloch综述了光催化理论，并概述基于非CN有机半导体的光催化剂设计的最新研究进展，用于从水和CO2生产太阳能燃料。

文章要点

1）作者概述了提高有机半导体光催化剂从水和CO2中产生太阳能燃料的效率所采用的策略。着重总结了提高量子效率的策略，并对其成功的机理提供了见解，以帮助未来有机光催化剂的合理设计。

2）作者最后指出了有关未来有机光催化剂设计面临的挑战的观点和研究方向，以设计用于生产太阳能的高效有机光催化剂。

Jan Kosco, et al, Photocatalysts Based on Organic Semiconductors  with Tunable Energy Levels for Solar Fuel Applications, Adv. Energy Mater. 2020

DOI: 10.1002/aenm.202001935

https://doi.org/10.1002/aenm.202001935