1. 文章信息

標題（tí）：Construction of p-n junctions in single-unit-cell ZnIn2S4 nanosheet arrays toward promoted photoelectrochemical performance

中文標題：在單晶胞 ZnIn2S4 納米片陣列（liè）中構建 p-n 結以提高光電化學性能

頁碼：262-270（2021），DOI：https://doi.org/10.1016/j.jcat.2021.08.009

2. 文章鏈接（jiē）

Construction of p-n junctions in single-unit-cell ZnIn2S4 nanosheet arrays toward promoted photoelectrochemical performance | Journal of Catalysis

3. 期刊信息

期刊名：Journal of Catalysis

ISSN：0021-9517

2021年影響因子：7.92

分（fèn）區（qū）信息：中科院1區Top；JCR分區（Q1）

涉及研究方向：光電催化

4. 作者信息（xī）：第一作者是重（chóng）慶大學（xué）博（bó）士吳俁。通訊作者為普渡大（dà）學助理教授Peilin Liao和重慶大學王（wáng）煜教授。

5.光源型號：CEL-PEAM-D8PLUS、CEL-HXF-300、GC7920 全自動係統氣相色（sè）譜、濾光片\AM1.5

文章簡介：

太陽能（néng）驅動的（de）光電化學 (PEC) 將水分解為氫燃料一直是清潔能（néng）源存儲（chǔ）和轉換的理想途徑。到目前為止，已經研究了各種各樣的半導體（tǐ）材料並應用於 PEC 器件，然而，由於（yú）光激發電荷的高複合率，大多數光催化劑仍然受製於有（yǒu）限的（de）光活性。裁剪超薄形態和（hé）構建 p-n 結已被證明能夠優化 PEC 性能。對於一些 n 型材料（liào）（如金屬氧化物、硫屬（shǔ）元素化物和 g-C3N4），已經對通（tōng）過 V 族元素受主摻雜構（gòu）建 的p-n 結進行了廣泛（fàn）的研究。就傳統的 p-n 結（jié）而言，用於構建此類結構的材料已（yǐ）達到其厚（hòu）度的理論極限（兩個單元厚）。例如，Philip Kim 及其同事提（tí）出了由範德瓦爾斯相互作用形成的（de）超薄 p-n 異質結。然而，層間（jiān）載流子分離和傳輸的障（zhàng）礙在這種結構（gòu）中是普遍存在的。因此，我們專注於基於更薄極限厚度（僅一個晶胞厚度）的片狀納米材料，以創建（jiàn） p-n 結來解決（jué）上述問題。

在本文中，我們首先通過磷化氫 (PH3) 處理單晶胞 n 型 ZnIn2S4 (n-ZIS) 納米片陣列構建 p-n 結，其表現出完全不同的載流子（zǐ）分離和傳輸行為。因此，這種獨特的納米結構賦予了最（zuì）佳的摻磷 n-ZIS (n-ZIS-P) 光陽極具有 51.5 µmol cm-2 h-1 的（de）高析氧速率和令人印象深刻的 6.34 mA cm-2 光生電流密度在1.23 V 相對可逆氫電極 (VRHE)下，比 n-ZIS 優（yōu）越許多。值得注意的是，我們在這項工作中展示的最佳光電流密度值高於所有基於 ZIS 的光陽極。顯著的改善可能主要（yào）是由於促進了電荷分離/傳輸（shū）、抑製了電子-空穴複合、延長了電荷壽命和（hé）提高了（le）光（guāng）穩定性。

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