來源：《半導體芯科技》雜志

由韓國蔚山科技大學（UNIST）能源與化學工程學院Ji-Hyun Jang教授領導的研究小組在光電極開發方面取得了重大突破。通過與東西大學（Dongseo University）的Junghoon Lee教授和德國LSTME釜山工程研究與開發中心的Hyo-Jin Ahn博士的合作研究，該團隊通過將有機半導體作為中間層納入現有的無機半導體光電極材料中，成功地創造了高性能且穩定的光電極。

利用太陽能生產綠色氫，需要通過吸收陽光的半導體中產生的電荷將水分解成其組成元素。以前的研究主要集中在利用無機半導體來構建光電極。雖然有機半導體具有成本較低、工藝方法多樣、更容易大規模生產等優點，并且它們的高太陽能轉換效率可提高氫氣生產效率，然而，有機半導體對水損害的敏感性限制了它們在光電極中的應用。

為了克服這一挑戰，研究小組在傳統的氧化鐵光電極的表面應用了有機半導體涂層，以確保暴露在水中時的穩定性。此外，他們還在涂覆的有機半導體上添加了催化劑（鎳/鐵雙層氫氧化物）作為額外的保護層，以防止與水直接接觸。這種創新方法允許吸收太陽能產生的電荷促進高效的制氫反應。

Jang教授表達了團隊對研究成果的興奮，他說：“通過克服傳統無機半導體光電極的局限性，我們展示了通過光電極更廣泛地利用有機半導體生產氫氣的潛力。”

這一突破不僅為提高效率和穩定性開辟了新的可能性，而且有助于推進可持續能源解決方案，實現碳中和的未來。

該研究結果已于2023年3月12日發表在《ACS Energy Letters》在線版上。隨后于2023年6月9日在該雜志上發表（Hyo-Jin Ahn, Ki-Yong Yoon, Mingi Sung,et al.,“Utilizing a Siloxane-Modified Organic Semiconductor for Photoelectrochemical Water Splitting,”ACS Energy Lett.,(2023)）。韓國國家研究基金會(NRF)和科學與信息通信技術部(MSIT)對此項研究提供了資金支持。

審核編輯 黃宇