近日，復旦大學微電子學院季力教授團隊受邀在國際著名期刊Chemical Society Reviews發表題為“metal-insulator-semiconductor photoelectrodes for enhanced photoelectrochemical water splitting”（《金屬-絕緣體-半導體光電極在光解水中的應用》）的領域綜述論文，總結并梳理了微電子器件領域經典的金屬-絕緣體-半導體（MIS）結構在光解水制氫方向的交叉應用探索。

團隊在綜述中表示，在能源緊缺、氣候危機、戰略安全的多重背景下，實現“雙碳”目標逐漸成為全球主要經濟體的共識。以氫能為能源載體的“氫循環”可以實現“零碳”排放的終極目標；其中，通過新技術將光能直接轉化為具有零碳排特性的綠氫中的化學能，是理想的解決方案。在此背景下，微電子器件中經典的MIS結構可同時兼顧半導體在工作環境中的穩定性與轉換效率，是極具潛力的技術路徑。鑒于此，該綜述介紹了MIS結構的組成和界面特性，并拓展了材料選擇范圍及其制備方法，詳細分析了MIS光電極的載流子傳輸機制和界面設計原則；同時，論文指出了PEC水分解領域面臨的主要挑戰，并最終展望領域的未來發展方向。該綜述以學科交叉融合的思想為指導，通過深入理解MIS結構的機理和優化策略，有望實現更高的能量轉換效率和更穩定的性能，為MIS光電極制氫的研究提供了全面的綜述和科學指導，對推動半導體光解水制氫技術的工業化應用具有指導意義。

文章來源：復旦大學