未来的清洁能源基础设施依赖于高效、低成本、持久的太阳能转换和存储系统。目前，太阳能系统的耐久性和经济可行性限制了这一点。这些限制来自于各种技术挑战;首先，需要开发稳定的太阳能吸收剂-催化剂界面，并进一步了解其机理。尽管通过原子层沉积形成的薄膜氧化物已被广泛应用于太阳能吸收器-催化剂界面之间以提高光电化学器件的稳定性，但很少有稳定策略集中于提高半导体固有的耐久性。

有鉴于此，美国圣地亚哥州立大学Jing Gu教授等人，展示了一种扭曲的黑色硅光电阴极（s-bSi），其由于扭曲的纳米结构而本质上提高了稳定性。

本文要点

1）证明了在没有任何保护方案的情况下，通过修改子界面形态可以提高bSi的稳定性。这是首次报道了结构诱导的稳定性，用于增强用于太阳能转化的光电极/催化剂界面上的稳定性。

2）通过直接与c-bSi的常见线性纳米结构进行比较，s-bSi的增强的稳定性归因于通过扭曲的s-bSi通道的氧扩散减弱，从而降低了界面上SiOx的生长速率。因此，弯曲结构的缺氧环境可保持bSi界面的化学完整性，并显着提高稳定性。

3）与柱状黑硅具有迅速衰减的光电流密度不同，s-bSi在24小时的电解过程中在强酸，中性和苛刻的碱性条件下均显示出极好的稳定性。此外，电解前后的扫描透射电子显微镜研究表明，s-bSi壁内的氧化硅生长有限。

总之，这是首次报道了结构诱导的稳定性，可增强用于太阳能转换的光电极/催化剂界面的稳定性。

参考文献：

Margaret Patrick et al. Structure‐Induced Stability in Sinuous Black Silicon for Enhanced Hydrogen Evolution Reaction Performance. Advanced Functional Materials, 2021.

DOI: 10.1002/adfm.202008888

https://doi.org/10.1002/adfm.202008888