太陽能驅動的光電化學（PEC）水分解為將太陽能轉化為化學燃料提供了一種有效解決方案。當涂覆過渡金屬化合物（TMC）覆蓋層時，基于半導體（SC）的光陽極通常表現出增強的PEC性能，TMC僅為析氧反應（OER）的助催化劑。然而，這種改進的起源和TMC的不同作用仍存在爭議，這主要是由于缺乏先進的表征技術，無法在操作中捕捉到這種多組分SC/TMC系統中的光生電荷轉移動力學。近日，西北師范大學盧小泉、西安交通大學杜佩瑤報道了如何使用原位可視化表征來解決上述問題，即掃描光電化學顯微鏡（SPECM）和紫外/可見光譜電化學（UV/vis-SEC）。
本文要點：
1) 通過將這些技術應用于BiVO4（BV）與各種TMC（如CoPi、Ni（OH）x和Fe（OH）x）的結合，作者發現除了TMC覆蓋層的優異OER活性外，還應特別注意快速空穴轉移動力學，特別是為了實現優異的PEC性能。
2) 正如預期的那樣，進一步將FeNi-H層負載到BV/Fe（OH）x光陽極上，BV/Fe（OH）x/FeNi-H在所有對應物中實現了最高的光電流密度。
Xingming Ning et.al In Operando Visualization of Charge Transfer Dynamics in Transition Metal Compounds on Water Splitting Photoanodes Adv. Energy Mater. 2025
DOI: 10.1002/aenm.202405137
https://doi.org/10.1002/aenm.202405137
