综述：基于卤化物钙钛矿的Z型异质结构在太阳能CO2还原中的最新进展

这篇综述系统探讨了Z型电荷转移机制（Z-scheme）在光催化CO2还原中的应用挑战与突破，重点分析了卤化物钙钛矿（MHPs）的稳定性优化策略及其异质结构设计，揭示了当前性能未达预期的核心障碍，并提出了针对性解决方案。

　　

Approaches to improve the stability of halide perovskite-based photocatalysts for CO₂ reduction
金属卤化物钙钛矿（MHPs）因其卓越的光吸收能力、可调带隙和长载流子扩散长度成为CO₂还原的理想候选材料，但其在极性溶剂中的不稳定性制约了实际应用。通过表面钝化（如二氧化硅包覆）、有机配体修饰（如长链烷基铵）和全无机化（如Cs₂AgBiBr₆）等策略可显著提升稳定性。值得注意的是，混合型MHPs中的有机组分（如甲铵离子CH₃NH₃⁺）易在水环境中分解，而全无机钙钛矿虽稳定性更优，却面临带隙调控难度增加的问题。

Charge transport mechanisms in semiconductor/semiconductor heterostructures
半导体异质结构的电荷转移路径分为异质结（Type I-III）和Z型机制。传统Type II异质结（如TiO₂/g-C₃N₄）虽能实现电荷空间分离，但会牺牲氧化还原电位。相比之下，Z型系统通过模拟自然光合作用，保留强还原性导带（CB）电子与强氧化性价带（VB）空穴，如CsPbBr₃/BiVO₄组合中，BiVO₄的VB空穴氧化H₂O，而CsPbBr₃的CB电子将CO₂还原为CO，理论效率提升2.3倍。

Z-scheme perovskite heterostructure for CO₂ reduction
实验证明，Au@MAPbI₃/WO₃Z型体系在可见光下CO产率达48.7 μmol/g/h，远超单一组分。关键挑战在于界面接触电阻和载流子复合——电子介质（如金纳米颗粒）的尺寸控制需精确至5-10 nm以平衡电荷隧穿与光屏蔽效应。此外，CO₂吸附位点（如氨基功能化SiO₂涂层）的引入可使产物选择性从63%提升至89%。

Conclusions and perspectives
当前Z型钙钛矿光催化体系性能受限的三大主因包括：1）水环境中离子溶出导致的活性位点流失；2）竞争性析氢反应（HER）消耗90%以上光生电子；3）CO₂活化能垒过高（-1.90 eV）。未来突破方向在于开发固态电子中介层（如石墨烯量子点）和仿生催化中心，同时需建立标准化稳定性测试协议以加速产业化进程。