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導(dǎo)電和耐腐蝕的保護層是改善光電化學(xué)分解水過程中光吸收材料持久性的關(guān)鍵策略。對于高性能的Si、GaAs、GaP等光陽極，使用原子層沉積技術(shù)修飾無定形TiO₂保護層有助于TiO₂的缺陷能帶對空穴（hole）導(dǎo)電。但是，無定形TiO₂包覆到容易制備價格便宜的金屬氧化物光電極表面上，沒有產(chǎn)生電荷轉(zhuǎn)移。

有鑒于此，蘇黎世大學(xué)S. David Tilley、蔚山科學(xué)技術(shù)院（UNIST）Jungki Ryu等報道聚乙烯亞胺/TiO₂復(fù)合層包覆在BiVO₄和Fe₂O₃表面，能夠?qū)崿F(xiàn)空穴傳輸，因此能夠拓展大量存在的水氧化材料。

本文要點

（1）

在光吸收材料和聚乙烯亞胺/TiO₂的界面，較薄的聚乙烯亞胺層能夠作為空穴選擇性界面，改善光陽極器件的光電性能。這種聚乙烯亞胺/TiO₂復(fù)合層修飾的光陽極在太陽能水氧化催化反應(yīng)表現(xiàn)了優(yōu)異的穩(wěn)定性。

（2）

雖然人們研究發(fā)現(xiàn)，聚乙烯亞胺涂層會降低半導(dǎo)體材料的功函，但是這項研究通過原子層沉積策略處理導(dǎo)致聚乙烯亞胺能夠與TiO₂反應(yīng)產(chǎn)生缺陷化PEI/TiO₂層，可以透過空穴并且阻礙電子。BiVO₄/PEI/TiO₂光陽極的啟動電壓為0.28 V vs RHE，在1.23 V的光電流達到2.03 mA cm^-2，在pH 8電解液能夠穩(wěn)定400 h光催化氧化。

參考文獻

Bae, S., Moehl, T., Service, E. et al. A hole-selective hybrid TiO₂ layer for stable and low-cost photoanodes in solar water oxidation. Nat Commun 15, 9439 (2024).

DOI: 10.1038/s41467-024-53754-9

https://www.nature.com/articles/s41467-024-53754-9