对于光电化学催化装置PEC，严重依赖半导体|覆盖层界面处的能带能量的排列整齐情况，通过能量控制方法对这些结界面进行调控和分子修饰官能团化有较高的吸引力。有鉴于此，德克萨斯大学奥斯汀分校Michael J. Rose等报道了对化学官能团修饰的p-Si(111)和对应的太阳能性能之间的结构-性能关系进行研究。对吸附分子的化学结构和半导体电子结构之间的关系之间的相互作用进行揭示。

本文要点：

（1）

在使用芳基有机分子进行共价修饰，能够形成缺陷位点浓度（S＜50 cm/s）更低的界面。当使用电化学表征手段对该体系在存在甲基紫精存在的过程中进行测试，发现导致能带系统性升高（最高达到0.99 V），同时实现了较高的光电化学性能（V_oc达到0.43 V vs MV²⁺），说明形成正向界面偶极子。

（2）

进一步的，通过设计了p-Si(111)-R|TiO₂|Pt结构，随后系统性的进行调控HER的V_oc电压。通过将能垒的偏移量和光电压之间进行关联，发现虽然实现较低的界面复合，但是该结果仍不理想。

（3）

通过DFT计算，对有机分子修饰的界面中电子结构进行研究，结果显示基于分子的电子态能够有效的和Si的能级带边进行杂化。进一步的，通过对分子的界面态、处于自由状态中的分子进行比较，进一步的验证了界面吸附分子和半导体之间产生电子耦合作用，导致产生了界面态密度（IDIS），从而穿越半导体的电势降低量减少。

参考文献

Dylan G. Boucher, Kara Kearney, Elif Ertekin, and Michael J. Rose*, Tuning p-Si(111) Photovoltage via Molecule|Semiconductor Electronic Coupling, J. Am. Chem. Soc. 2021,

DOI: 10.1021/jacs.0c12075

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c12075