浅能级缺陷捕获-释放机制抑制非辐射复合增强聚七嗪酰亚胺钙光催化活性研究

本研究针对非辐射复合限制光催化效率的关键问题，通过调控聚七嗪酰亚胺钙（CaPHI）中浅能级缺陷浓度，成功将非辐射复合率降低41.3%（0.6361→0.3737 ns?1），实现420 nm波长下60.57%的产氢表观量子效率，为半导体光催化剂缺陷工程提供新策略。

　　

非辐射复合（non-radiative recombination）作为限制光催化效率的关键因素，通常通过深能级缺陷中心（deep-level defect centers）导致光生载流子快速湮灭。研究发现浅能级缺陷（shallow-level defects）可通过独特的载流子捕获-释放机制有效抑制该过程。以聚七嗪酰亚胺钙（calcium poly(heptazine imide), CaPHI）为模型光催化剂的研究表明，通过调控浅能级缺陷浓度，可显著降低载流子被深能级缺陷捕获的概率。实验结果显示非辐射复合速率从0.6361 ns^?1降至0.3737 ns^?1，降幅达41.3%。优化后的CaPHI在420 nm波长光照下表现出60.57%的产氢表观量子效率（apparent quantum efficiency），性能超越多数已报道的聚七嗪酰亚胺材料。该研究从抑制非辐射复合的新视角阐明了浅能级缺陷的作用机制，为半导体光催化剂的设计提供了创新思路。