复旦微电子学院季力教授团队在金属-绝缘体-半导体(MIS)结构的光催化水裂解电极方向取得成果

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近日，复旦大学微电子学院季力教授团队受邀在国际著名期刊Chemical Society Reviews发表题为“Metal-insulator-semiconductor photoelectrodes for enhanced photoelectrochemical water splitting”（《金属-绝缘体-半导体光电极在光解水中的应用》）的领域综述论文，总结并梳理了微电子器件领域经典的金属-绝缘体-半导体（MIS）结构在光解水制氢方向的交叉应用探索。

团队在综述中表示，在能源紧缺、气候危机、战略安全的多重背景下，实现“双碳”目标逐渐成为全球主要经济体的共识。以氢能为能源载体的“氢循环”可以实现“零碳”排放的终极目标；其中，通过新技术将光能直接转化为具有零碳排特性的绿氢中的化学能，是理想的解决方案。在此背景下，微电子器件中经典的MIS结构可同时兼顾半导体在工作环境中的稳定性与转换效率，是极具潜力的技术路径。鉴于此，该综述介绍了MIS结构的组成和界面特性，并拓展了材料选择范围及其制备方法，详细分析了MIS光电极的载流子传输机制和界面设计原则；同时，论文指出了PEC水分解领域面临的主要挑战，并最终展望领域的未来发展方向。该综述以学科交叉融合的思想为指导，通过深入理解MIS结构的机理和优化策略，有望实现更高的能量转换效率和更稳定的性能，为MIS光电极制氢的研究提供了全面的综述和科学指导，对推动半导体光解水制氢技术的工业化应用具有指导意义。
文章来源：复旦大学

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