一：基于(Zn,Ti)O電子傳輸層的綠色無(wú)鎘硒化銻光陰極實(shí)現(xiàn)新型高效穩(wěn)定太陽(yáng)能光解水制氫

物理與光電工程學(xué)院梁廣興研究員課題組在應(yīng)用物理，材料和能源領(lǐng)域頂刊Advanced Materials （影響因子26.8，自然指數(shù)期刊，中科院JCR一區(qū)，Top期刊）上發(fā)表題為“(Zn,Ti)O Electron Transport Layer Enables Highest Conversion Efficiency in Cd-Free Sb2Se3 Photocathodes for Stable Solar Hydrogen Production”的最新研究論文。深圳大學(xué)研究員陳爍為論文第一作者，梁廣興為論文獨(dú)立通訊作者，深圳大學(xué)為唯一通訊單位。

基于無(wú)鎘電子傳輸層的Sb₂Se₃光陰極實(shí)現(xiàn)新型高效穩(wěn)定太陽(yáng)能光解水制氫

論文鏈接：http://doi.org/10.1002/adma.202518202

課題組此前基于(Zn,Sn)O無(wú)鎘電子傳輸層(ETL)，實(shí)現(xiàn)4.32%的半電池太陽(yáng)能-氫能(HC-STH)轉(zhuǎn)換效率（Advanced Functional Materials 2024 2420912，影響因子19，自然指數(shù)期刊，中科院JCR一區(qū)，Top期刊）。本研究首次設(shè)計(jì)原子層沉積法制備(Zn,Ti)O三元氧化物作為ETL，通過(guò)Zn/Ti比例優(yōu)化與關(guān)鍵異質(zhì)結(jié)界面熱處理工藝，有效提升電子濃度，構(gòu)筑理想的“spike-like”型 Sb₂₍S,Se)₃/(Zn,Ti)O異質(zhì)結(jié)能帶排列，從而實(shí)現(xiàn)電荷分離和傳輸效率的同步提升。據(jù)此構(gòu)建的Mo/Sb₂(S,Se)₃/(Zn,Ti)O/Pt光陰極在酸性電解液中呈現(xiàn)31.1mA/cm²的高光電流密度，HC-STH轉(zhuǎn)換效率高達(dá)5.27%，代表目前已報(bào)道的無(wú)鎘Sb₂Se₃光陰極的最高能量轉(zhuǎn)換效率。同時(shí)，構(gòu)建Sb₂Se₃-BiVO₄光陰極-光陽(yáng)極串聯(lián)體系，在無(wú)外偏壓條件下實(shí)現(xiàn)2.50%的全電池太陽(yáng)能-氫能轉(zhuǎn)換效率，并展現(xiàn)出優(yōu)異的工作穩(wěn)定性(持續(xù)光照10小時(shí)效率衰減小于7%)。該研究可為新型高效環(huán)境友好太陽(yáng)能光解水制氫提供重要材料基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)支持。

二：基于離子液體調(diào)控結(jié)晶助力硒硫化銻薄膜太陽(yáng)電池效率創(chuàng)新高

物理與光電工程學(xué)院梁廣興研究員課題組聯(lián)合廣西大學(xué)助理教授任棟樓在應(yīng)用物理，材料和能源領(lǐng)域頂刊Advanced Materials （影響因子26.8，自然指數(shù)期刊，中科院JCR一區(qū)，Top期刊）上發(fā)表題為“Ionic Liquid-Assisted Crystallization Strategy Enables Simultaneous Regulation of Microstructure and Trap States for High-EfficiencySb2(S,Se)3Solar Cells”的最新研究論文。梁廣興為論文獨(dú)立通訊作者，任棟樓為第一作者，深圳大學(xué)為唯一通訊單位。

[BMIM]Br離子液體輔助薄膜晶化示意圖(a)；[BMIM]Br離子液體吸附Sb₂₍S,Se)₃的(211)晶面差分電荷密度圖(b)；對(duì)照樣品和[BMIM]Br離子液體處理薄膜的放大XRD圖(c)；對(duì)照樣品和[BMIM]Br離子液體處理器件的電流密度與電壓特性曲線(xiàn)(d)。

論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202519583

課題組此前基于配體工程策略調(diào)控水熱硒硫化銻薄膜的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究，構(gòu)建硒硫化銻薄膜太陽(yáng)電池效率率先突破10%（Advanced Materials 2025 37 2416885，影響因子26.8，自然指數(shù)期刊，中科院JCR一區(qū)，Top期刊）。本文則創(chuàng)新性地提出離子液體([BMIM]Br)輔助結(jié)晶策略，該離子液體可在Sb₂₍S,Se)₃薄膜表面構(gòu)建液態(tài)微環(huán)境，加速原子擴(kuò)散并誘導(dǎo)微米級(jí)晶粒形成；同時(shí)，其能選擇性吸附于Sb₂₍S,Se)₃的(211)晶面，定向誘導(dǎo)晶粒沿[211]取向生長(zhǎng)；此外，該策略可有效抑制硫、硒元素?fù)p失，使薄膜組分趨近化學(xué)計(jì)量比，進(jìn)而鈍化深能級(jí)反位缺陷(SbS)，大幅抑制器件內(nèi)部載流子非輻射復(fù)合，優(yōu)化界面能帶排列，顯著提升載流子輸運(yùn)與收集效率。最終，基于該策略的Sb₂₍S,Se)₃太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)10.89%，填充因子達(dá)72.74%，兩項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)均躋身該類(lèi)電池頂尖水平。