江丰研究员课题组在高效低成本太阳光分解水制氢领域取得重要进展

近日，我校半导体科学技术研究院“青年拔尖人才”江丰研究员在铜锌锡硫（Cu2ZnSnS4）太阳光分解水制氢领域取得重要进展，在环境科学和催化技术领域权威期刊《Applied Catalysis B: Environmental》（影响因子：14.229）在线发表题为“MoSx-CdS/Cu2ZnSnS4-based thin film photocathode for solar hydrogen evolution from water”的学术论文。我校为论文独立通讯单位，江丰研究员是论文唯一通讯作者，江丰研究员课题组2018级硕士研究生冯旷是论文第一作者。

氢气是一种便于储存和运输清洁能源，与传统的化石燃料相比，氢气对环境更加友好。在多种制氢技术中，直接利用太阳光分解水制氢是一种低成本，可持续且清洁的获取氢能的方法。在过去的几十年中，一系列化合物半导体光电极的太阳光分解水制氢性能被深入研究。Cu2ZnSnS4因为其组成元素价格低廉且无毒环保，光学带隙接近1.5eV，被普遍认为是非常理想的太阳能制氢电极材料。

本文采用廉价的MoSx材料作为表面催化剂与Cu2ZnSnS4吸收层结合首次制备得到了无贵金属Cu2ZnSnS4基光电极用于光分解水制氢，极大的降低了器件成本，本文的工作对Cu2ZnSnS4基光解水光电器件的进一步大规模生产和应用有较大的指导意义。

该工作利用光电沉积方法在CdS/Cu2ZnSnS4制备出无贵金属的硫化钼产氢催化剂。实验发现MoSx和硫化镉合适的半导体界面接触，使催化剂和缓冲层之间的阻碍进一步减少，增加了光生载流子的传输速度和效率，明显增强了光电器件的填充因子，使MoSx-CdS/Cu2ZnSnS4光电器件取得了更好的光电转换/光催化效率。同时，MoSx的表面修饰也极大的抑制了硫化镉缓冲层的光电腐蚀，增强了器件的稳定性。无贵金属催化剂MoSx的使用不仅明显降低了Cu2ZnSnS4光电器件的成本，同时还拓展了器件稳定性。MoSx催化剂的应用为高效低成本Cu2ZnSnS4光分解水电极的开发提供了一条行之有效的研究道路。

江丰研究员自2017年3月到华南师范大学工作至今，连续取得多项突破性成果，以唯一通讯作者身份在多个国际权威期刊发表一系列研究论文，华南师范大学均为论文的第一且独立通讯单位。

Appl. Catal. B: Environ. 2019, DOI: 10.1016/j.apcatb.2019.118438 (IF=14.229),

ACS Energy letters, 2018, 3, 1875 (IF=16.331),

ACS Catalysis, 2019, 9, 3090 (IF=12.221),

J. Colloid. Interf. Sci. 2019, 536, 9 (IF=6.361),

Solar RRL, 2018, 2, 1700205 (即时IF>6.0)

论文发表后多次被著名学术媒体平台《研之成理》和《催化计》等网站做专题报道推广,引起国内同行的广泛关注：

http://t.cn/Ex5nZrB   浏览超过1400次  《研之成理》

https://mp.weixin.qq.com/s/TCErizbLGRTozuwPqFlw8w  《催化计》