1. 文章信息

標題：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（mǐ）片陣列中構建 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

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（nián）影響因子：7.92

分區信息：中科院1區Top；JCR分區（Q1）

涉及研究方向（xiàng）：光電催化（huà）

4. 作者信息：第一作者（zhě）是重慶大學博士吳俁。通訊作者為普渡大學助理教授（shòu）Peilin Liao和重慶大學王煜教授。

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

文章簡介：

太陽（yáng）能驅動的光電化學 (PEC) 將水分解為（wéi）氫燃料一直是清潔能（néng）源存儲和轉換的理想途徑。到目前為止，已經研究了各種各樣的（de）半導體材料並應用於 PEC 器件，然而，由於光激發電荷的高複合率，大多數（shù）光催化劑仍然受製於有限的光活性。裁（cái）剪超薄形（xíng）態和構建 p-n 結已被證明能夠優（yōu）化 PEC 性能。對於一些 n 型材料（如金屬氧化物、硫屬元（yuán）素化物和 g-C3N4），已經對通過 V 族元素受主摻（chān）雜構建 的p-n 結進行了廣泛（fàn）的研究。就傳統的 p-n 結而言，用於構建此類結構的材料已達到其厚度的理（lǐ）論極限（兩（liǎng）個單元厚（hòu））。例如，Philip Kim 及其同事提出了（le）由範德瓦爾斯相互作（zuò）用形成的超薄 p-n 異質（zhì）結。然而，層間載流子分離和（hé）傳輸的障（zhàng）礙在（zài）這種結構中（zhōng）是普遍存在的。因此（cǐ），我們專注於基於更薄極限厚（hòu）度（僅（jǐn）一個晶胞厚度）的片狀納米材料，以創建 p-n 結來解決上述問題。

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（qí）表現（xiàn）出完全不同的載流子分離和傳輸行為。因（yīn）此，這種獨特的納米（mǐ）結構賦予了最佳的摻磷 n-ZIS (n-ZIS-P) 光陽極具有 51.5 µmol cm-2 h-1 的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 優越許多。值得注（zhù）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（yáng）極。顯著的改善可能主要是（shì）由於促進了電荷分離/傳輸、抑（yì）製了電子-空穴複合、延長了電荷壽命和提高了光穩定性。