中国地质大学Adv Mater：通过EPR表征研究有机-无机异质结光催化剂界面电荷动力学

纳米技术

2024-12-16

理解异质界面的电荷载流子传输是开发先进太阳能转换技术的关键。

有鉴于此，中国地质大学余家国教授、张留洋教授、俄罗斯新西伯利亚州立大学(NSU)Matvey V. Fedin等报道使用连续波（CW）、脉冲（Pulse）、时间分辨（TR）电子顺磁共振（EPR）光谱表征技术，研究TAPA-PDA/ZnIn₂S₄异质界面的自由基形成，记作TP/ZIS，其中TAPA=三(4-氨基苯基)胺，PDA=对苯二甲酸二甲醛。

本文要点：

（1）

通过连续波（CW）和脉冲波（pulse）表征，能够表征界面上的稳定自由基缺陷，这些自由基缺陷位点捕获水分子。时间分辨EPR表征发现TP向ZIS的光生电子转移，导致产生自旋关联自由基对，表明S-scheme结构异质结的高效率载流子分离以及空间电荷转移。

（2）

通过原位XPS表征和飞秒TAS表征，验证了电荷转移机理，发现这种电荷转移作用阻碍了载流子的复合，拓展了载流子寿命。这项研究结果为S-scheme异质结界面提供新颖的理解和认识，丰富了载流子的传输方向，有助于设计高效率和稳定的有机-无机异质结光催化剂用于太阳能应用。

参考文献

Miaoli Gu, Jianjun Zhang, Ivan V. Kurganskii, Artem S. Poryvaev, Matvey V. Fedin, Bei Cheng, Jiaguo Yu, Liuyang Zhang, Unveiling Charge Carrier Dynamics at Organic–Inorganic S-Scheme Heterojunction Interfaces: Insights From Advanced EPR

DOI: 10.1002/adma.202414803

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202414803