发展价格低、高性能、耐久度好的光阳极是实现太阳能光电能量转化体系的关键，Sb₂S₃是一种低能带（~1.7 eV）n型半导体材料，光电催化太阳能转换的理论最高效率达到28 %。但是块体结构Sb₂S₃材料面临着不透光的缺点和光腐蚀问题，因此目前还没有将Sb₂S₃作为光电极材料的相关研究。

有鉴于此，天津大学巩金龙、中国科学技术大学张颖、陈涛、徐航勋等报道设计合成了基于Sb₂S₃的透光型光电极，并且在Sb₂S₃薄膜的表面修饰一层共轭聚咔唑（CPF-TCzB），实现了创纪录的太阳能制氢性能器件。

本文要点：

(1)

在CPF-TCzB和Sb₂S₃之间实现了II型异质结结构，而且具有合适的能带排列，因此显著改善电荷分离性能。这种CPF-TCzB/Sb₂S₃光电极在1.23 V实现了优异的光电流密度（10.1 mA cm^-2），而且CPF-TCzB/Sb₂S₃光电极能够抑制光腐蚀问题，因此改善光电极的长时间工作性能，在100 h连续光电催化反应过程中的光电流密度衰减仅为10 %。由CPF-TCzB/Sb₂S₃光电极和背光照Si光电极组成的无偏压单个独立光电叠层器件实现了创记录的太阳能制氢反应效率（5.21 %），是此类器件目前效率最高的。

参考文献

Lei Wang, Weitao Lian, Bin Liu, Haifeng Lv, Ying Zhang, Xiaojun Wu, Tuo Wang, Jinlong Gong, Tao Chen, Hangxun Xu, Transparent, High-Performance and Stable Sb₂S₃ Photoanode Enabled by Heterojunction Engineering with Conjugated Polycarbazole Frameworks for Unbiased Photoelectrochemical Overall Water Splitting Devices, Adv. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adma.202200723

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202200723