催化劑在人工光合作用系統中的作用不容忽視，一方面，催化劑將CO2和H2O轉化成商業化學品；另一方面，催化劑優化半導體吸光材料表面的光吸收性能。其中，水或者羥基離子的氧化反應，為化學品或者燃料的形成提供了源源不斷的質子和電子。
問題在于：1）高效OER催化劑的設計與制備不易；2）更為重要的是，如何調控OER催化劑和半導體光吸收材料的界面，使其更加穩定、高效。
有鑒于此，Yang等人利用等離激元增強的原子層沉積（plasma-enhanced atomic layer deposition , PE-ALD）策略開發了一種兩相多功能納米催化劑，和光電陽極集成之后，具有高效而又穩定的光電化學能量轉化(PEC)性能。
圖1. TEM表征
這種催化劑由緊密而又連續的尖晶石Co3O4納米晶及其表面覆蓋的結構無序，化學不穩定的Co(OH)2組成。其中，Co3O4納米晶不受相變影響，不能透過離子，對基底提供有效的保護，增強界面穩定性。而無定形Co(OH)2提供更多活性位點，增強催化活性。
PE-ALD技術對薄膜厚度和保性包裹的精確控制，極大減少了寄生性光吸收的損失，消除了傳統水合催化劑的界面不穩定性，增強了有效的界面電荷傳遞。將這種涂層應用到光伏p+n-Si結，晶態Si光電陽極OER活性實現了歷史性突破！
圖2.光電化學性能
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Jinhui Yang, Ian D. Sharp et al. A multifunctional biphasic water splitting catalyst tailored for integration with high-performance semiconductor photoanodes. Nature Materials 2016.
