采用钴四吡啶修饰的先进CIGS-介孔TiO2杂化光阴极，用于太阳能驱动的CO2还原

《Journal of Materials Chemistry A》：Advanced CIGS-mesoporous TiO2 hybrid photocathode functionalized with cobalt quaterpyridine for solar-driven CO2 reduction

双功能光催化体系构建及性能优化研究。采用原子层沉积法制备5nm厚TiO2保护层，结合紫外固化与150℃低温退火形成多孔TiO2结构，通过膦酸锚定实现钴四吡啶分子的高效负载。在模拟日光下，优化后的CIGSu/TiO2光阳极体系展现2mA/cm2光电流密度和95%CO选择性，较低孔率TiO2体系性能提升一倍，为二氧化碳光还原反应器设计提供新思路。

　　

将无机半导体与分子催化剂结合的混合光电极为光电化学还原二氧化碳（CO?）为高附加值产品提供了一种有前景的策略。在这项研究中，我们介绍了一种基于硫化铜铟镓（CIGS）的高性能光电极的设计与表征，该光电极经过了钴四吡啶（CoQPy）分子催化剂的修饰。该光电极的特点是在CIGS/CdS表面通过原子层沉积（ALD）技术制备了一层薄（5纳米）的二氧化钛（TiO?）保护层，随后在温和条件下通过紫外线固化及低温退火（150°C）形成了介孔二氧化钛层。这种介孔结构使得钴四吡啶能够通过磷酸基团的化学吸附高效负载到光电极上。在模拟日光条件下，优化后的光电极在碳酸盐缓冲液中能够产生约2 mA cm?2的光电流密度，并具有95%的CO?选择性，这是使用低孔隙率二氧化钛系统的两倍性能。这项工作标志着在水溶液中高效、分子功能化的CO?还原光电极研究领域取得了进展。