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同時增強光電化學（PEC）系統中的光收集和電荷傳輸是實現高太陽能-氫氣效率的主要挑戰。在這里，首爾大學Ho Won Jang利用Ta₃N₄的精細帶隙和帶位置，構建了Ta₃N₄-Si Z型系統，以促進從生成到催化的電荷傳輸路徑。

本文要點：

1) 具有NbN_x電子介體的Ta₃N₄-Si結有效建立了Z型電荷傳輸，并增強了水氧化驅動力，通過增加光電壓來降低起始電勢。此外，氮摻雜的CoFeO_x助催化劑在表面上增強了空穴動力學，從而改善了水氧化催化的空穴提取。

2) 上述策略之間的協同作用加速了Ta₃N₄光陽極中的電荷分離和傳輸，這將光電流起始電位從0.69 V降低到0.27 V。該工作中增強光電壓和光電流的系統方法擴展了基于金屬氮化物PEC器件的設計概念。

參考文獻：

Hee Ryeong Kwon et.al Low Onset-Potential Z-Scheme Ta3N5-based Photoanode with Enhanced Light Harvesting and Charge Transport Adv. Energy Mater. 2023

DOI: 10.1002/aenm.202303342

https://doi.org/10.1002/aenm.202303342