该研讨报导了一种多激子效应增强的光催化水分化战略。该战略经过量子效应和掺杂工程的协同调控完成了CdTe/V-In异质结光催化剂能带结构和内建电场强度的宽规模调控，为激子的提取供给了强的搬迁驱动力。在强界面内建电场、梯度能带结构的一起效果下，完成了多激子效应在光催化水分化范畴的有用使用，获得了逾越100%的内量子功率。

  使用太阳能在半导体资料上完成水分化，直接将其转化为可继续的氢能，是处理动力危机和环境污染的有用途径。在曩昔的几十年里，为得到一种高效全解水光催化剂，研讨人员进行了很多探究。例如，元素掺杂、晶面调控、缺点调控和构筑异质结光催化剂等。但是，光催化水分化过程中较低的载流子别离功率依然是约束光催化活性的要害难点。多激子效应，即当0D量子点吸收一个高能光子（光子能量远大于0D量子点带隙）会发生两个或多个电子-空穴对，能够有用提高光电转化功率。在光电器材范畴，多激子效应能轻松完成最高700%的内量子功率。但是，在光催化水分化系统中完成多激子效应的有用使用仍未见详细报导。

  在该工作中，西北工业大学纳米动力中心李炫华教授团队经过量子效应和掺杂效应的协同调控战略，初次在光催化水分化范畴完成了多激子效应的有用使用。作为概念验证，以CdTe/V-In2S3异质结光催化剂为研讨目标，经过一起优化CdTe量子点尺度和V-In2S3中V掺杂量，有用拓宽了两者间的费米能级差，促进了CdTe/V-In2S3界面电子搬运，终究完成了最大14.14倍的内建电场强度增强。一起，CdTe/V-In2S3界面处的In 5s和S 3p轨迹发生杂化，构成能够捕获电子的界面电子态。在强的界面内建电场和界面电子态效果下，大大降低了CdTe量子点光激起发生的热电子的弛豫速率，促进有足够能量的热电子诱导发生多激子效应。当入射光能量大于2.75倍CdTe量子点带隙时，CdTe/V-In2S3发生多激子效应，均匀吸收1个高能光子（激起波长为350nm，即3.14倍CdTe量子点带隙）能够发生1.69个激子。终究，经过负载Pt和CoOx作为助催化剂，得到了具有梯度能带结构的Pt-CdTe/V-In2S3-CoOx光催化剂，有用提高了光解水活性，350nm处内量子功率达到了114%，太阳能到氢能的转化功率为1.31%。

  本研讨为高效光解水催化剂规划供给了新的研讨方向，提醒了多激子效应在光催化范畴有用使用的规划新思路。（来历：科学网）