光电催化（PEC）水分解能够直接将太阳能转化为氢能，是清洁能源转化领域极具前景的技术路径。钒酸铋（BiVO₄）是经典的光阳极材料，拥有合适带隙与能级位置，但本征的体相电荷输运差、表面陷阱态引发载流子复合、光腐蚀等问题，严重制约光电转化效率的进一步提升。

针对上述瓶颈，研究团队在国际可持续化学与能源领域知名期刊《ChemSusChem》（中科院二区，IF=5.9）在线发表题为“Nearly 100% Charge Transfer in BiVO₄ via Conjugated Organic-Inorganic Interface Engineering for Photoelectrochemical Water Splitting”的研究论文（2026，DOI: 10.1002/cssc.71103），提出共轭有机无机双空穴传输层（HTL）界面改性新策略，对发展高效、稳定光电水分解光电极具有重要参考价值。

该研究将共轭有机聚合框架CHN与无机NiO_x层依次构筑在BiVO₄光阳极表面，外层再耦合NiFeO_x析氧助催化剂，构建BiVO₄/CHN/NiO_x/NiFeO_x复合光阳极。内层共轭CHN有机层实现与BiVO₄保形紧密接触，有效钝化表面缺陷、缓解费米能级钉扎效应；外层无机NiO_x进一步优化能带对齐、强化空穴提取，同时保护有机共轭框架免受光生空穴氧化与电解液侵蚀，二者形成级联能带结构，构筑更强内建电场，大幅抑制体相与界面载流子复合。结合TEM、XPS、FTIR、KPFM等表征与DFT理论计算，证实CHN与BiVO₄形成II型异质结，CHNNiO_x之间构建pn异质结，实现定向的光生空穴迁移。优化后的BiVO₄/CHN/NiO_x/NiFeO_x光阳极，在1.23 V vs RHE 条件下光电流密度可达4.45 mA/cm²，起始电位负移至 0.20 V vs RHE；在宽电位区间实现接近100%的表面电荷转移效率；连续光照24  h之后仍保留91%初始光电流，兼具优异光电性能与长期运行稳定性。

论文第一作者为淮北师范大学能源科学与工程学院本科生龚梦杰，通讯作者为淮北师范大学王庆节博士、李兵教授和南开大学罗景山教授。合作单位包括南开大学光电薄膜器件与技术研究所（光伏材料与电池全国重点实验室、天津市高效太阳能利用重点实验室、薄膜光电技术教育部工程研究中心）、厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室（能源材料化学协同创新中心iChEM、化学化工学院）以及中南大学化学化工学院；淮北师范大学王中辽副教授、南开大学史海文博士、厦门大学丁鑫、中南大学刘洋副教授共同参与了该工作。该研究工作得到绿色和精准合成化学及应用教育部重点实验室开放课题、安徽省教育厅科研项目、天津市国际科技合作项目、国家自然科学基金国际合作项目等经费支持。

  论文链接：https://doi.org/10.1002/cssc.71103

  作者简介：王庆节：https://nyxy.chnu.edu.cn/szdw/szjk/js1/content_132942

   李兵：https://nyxy.chnu.edu.cn/szdw/szjk/js/content_132957

（文、图：王庆节/审核：张永兴/审校：曹静/终审：谢红霞）