空间电荷转移对于高效的电催化过程至关重要，特别是对于窄带隙金属硫化物/硒化物。

近日，安徽师范大学张小俊教授设计并合成了一种核壳结构，这是一种超薄的MoSe₂纳米片包覆的CuS中空纳米盒（CuS@MoSe₂）,以形成开放的p-n结结构。

文章要点

1）p-n结区的空间电荷效应将极大地改善电子的质量传递和传导，并且具有丰富的活性界面。它被用作一种双功能电催化剂，用于在较宽的pH范围内电解水。在电流密度为10 mA cm^-2的酸性pH条件下，用于HER和OER的过电位分别低至49和236 mV。在碱性pH条件下，用于HER为72 mV，用于OER为219 mV。在中性条件下，用于HER为62 mV，用于OER为230mV（10mA cm^-2）。

2）实验结果和密度泛函理论计算证明，所设计和合成的CuS@ MoSe₂中的p-n结有一个具有协同效应的强空间电荷区。内置场可以促进电催化过程中的电子传输，并可以稳定pn结的带电活性中心。这将有利于提高电催化性能。

这项工作提供了半导体异质结应用的理解和调节活性位点的电子结构。

参考文献

Mingzheng Gu, et al, Deciphering the Space Charge Effect of the p−n Junction between Copper Sulfides and Molybdenum Selenides for Efficient Water Electrolysis in a Wide pH Range, ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.2c07255

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c07255