光电化学（PEC）水分解为利用可再生太阳能生产绿色氢气提供了一个集成平台，PEC系统的实际应用需要解决三个关键挑战：提高能源转换效率、确保长期稳定和实现经济可行性。在过去的十年里，金属-绝缘体-半导体（MIS）异质结光电极因其有效分离光生载流子和减轻腐蚀引起半导体退化的能力而受到极大关注。近日，复旦大学季力、上海大学邹星礼、厦门大学黄凯、得克萨斯大学奥斯汀分校Edward T. Yu综述研究了PEC水分解中MIS光电极的结构组成和界面复杂性。

本文要点：

1) 作者首先介绍了MIS异质结构在各种半导体光吸收层中的应用，包括传统的光伏级半导体、金属氧化物和新兴材料。随后，作者阐述了真空和非真空沉积技术在绝缘体层制造中的反应机理和各自的优点。

2) 此外，作者系统总结了MIS光电极的载流子转移机制和界面设计原理，这些机制和原理对于优化能带排列和提高PEC系统内的太阳能到化学转化效率至关重要。最后，作者探讨了MIS光电的衍生装置，包括背照MIS光电、反向MIS光电、串联MIS光电和单片集成无线MIS光电。

参考文献：

Shice Wei et.al Metal–insulator–semiconductor photoelectrodes for enhanced photoelectrochemical water splitting Chem. Soc. Rev. 2024

DOI: 10.1039/D3CS00820G

https://doi.org/10.1039/D3CS00820G