二维光解水材料的理论设计

• 作者: 付岑峰 杨金龙
• 来源期刊: 科学通报
• 关键词: 第一性原理计算 二维材料 光解水 能带调控
• 年，卷（期）: 2021,（6）
• 所属期刊栏目: 评述
• 页码范围: 591-605
• 页数: 15页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/TB-2020-1039

摘要

目前,人们面临着日益严重的能源与环境危机.氢气是一种清洁能源,而通过光解水制氢成为解决上述问题的有效途径.光吸收及电子空穴分离是决定光解水能量转化效率的关键因素,对于它们的研究有助于人们开发高效的光解水制氢材料.二维材料由于具有较大的比表面积、载流子迁移路程短、优异的光学性质等特性,引起了人们的广泛关注.本文从理论上介绍了二维光解水制氢材料的最新进展.其中包括:通过筛选、设计及调控的方法寻找新的二维光解水材料;通过分子设计和化学改性方法增强二维材料的光吸收性能;通过构建二维范德华异质结促进光生电子和空穴的分离;通过引入内禀电场的手段同时增强光吸收及光生电子和空穴的分离.另外,本文展望了二维光解水制氢材料理论研究所面临的机遇和挑战.