ペロブスカイトベースの光電極は高い光吸収係数、長いキャリア拡散長、可変バンドギャップを持ち、グリーン水素生産分野で注目されています。光励起キャリアの挙動と界面反応の動力学を最適化することで、補完的な機構を形成し、全体性能を大幅に向上させることが可能です。フッ化ルビジウム (RbF) を用いて電子移動度とキャリア寿命を増強し、オクチルアンモニウムヨウ化物 (OAI) によってホール輸送層 (HTL)/ペロブスカイト (PVK) 界面および疎水性ペロブスカイト表面でのキャリア再結合を抑制し、固有の再結合損失を改善しました。平均光励起キャリア寿命は126 nsから238 nsに延長されました。さらに、対象としたペロブスカイト太陽電池 (PSC) の欠陥の効果的なパッシベーションにより、欠陥密度が減少しました。NiFe触媒の堆積により、電解質への電荷移動を促進し、界面の反応損失を低減しました。酸素発生反応中、10 mA cm-2の電流密度で過電圧は220 mVです。触媒のPSCへのカプセル化と統合により、キャリア管理と界面触媒活性化の二重戦略が可能となり、水分解性能が相乗的に向上しました。最終的に、ペロブスカイト光陽極と光陰極の平行照射システムが13.7%の自発的太陽光-水素変換効率 (STH) を達成しました。本研究は光電極における光励起キャリア損失の制御に重要な戦略を提供し、光電極のSTH効率を効果的に向上させることができます。
Liら（木曜日）がこの問題を研究しました。