高效稳定的硅光阴极用混合相（2H和1T）二硫化钼催化剂

摘要： 我们通过原子层沉积（ALD）技术在硅衬底上直接制备混合相（1T和2H）二硫化钼（MoS2）光电极层，用于光电化学（PEC）水分解制氢。该p-Si/SiOx/MoS2光电极无需传统硅与MoS2之间的串联金属界面，在析氢反应（HER）中展现出高效稳定的性能。其优异表现源于三维空间真实器件架构（即横向同质结与纵向异质结结构）。ALD生长的混合相1T/2H同质结MoS2覆盖层既能钝化光吸收体与表面态，又可作为整体结构实现MoS2内部高效电荷传输。混合相助催化剂形成的非均匀势垒高度也有利于p-i-n异质结运行——优化MoS2厚度后有效势垒高度达0.8 eV，在不采用埋入式硅p-n结的情况下实现670 mV光电压提升。光照瞬态行为表明，混合相层状硫族化合物通过界面费米能级解钉扎作用可作为高效助催化剂。在0.5 M硫酸溶液中还实现了约70小时的长期稳定运行。