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 據報道，2018年10月4日，清華大學材料學院朱宏偉教授課題組在《先進能源材料》（Advanced Energy Materials）上發表了題為《孿晶結構BiVO4光陽極促進載流子的分離和傳輸提高產氧性能》（Twin Structure in BiVO4 Photoanodes Boosting Water Oxidation Performance through Enhanced Charge Separation and Transport）的研究論文。該論文提出了制備具有孿晶結構的BiVO4光陽極的方法，驗證了孿晶結構形成的同質結有利于促進載流子的分離和傳輸從而提高BiVO4的產氧性能。

BiVO4具有較小的帶隙（~2.4 eV）、合適的能帶結構和較好的穩定性，是目前有發展前景的光陽極材料之一。但是，BiVO4的載流子的分離效率低和傳輸過程緩慢顯著增大了載流子的復合。BiVO4單晶體幾乎沒有晶體缺陷，能夠有效降低載流子在BiVO4體內的復合。然而，單晶體的非定向且長距離傳輸依然會增大載流子的復合。而具有孿晶結構的BiVO4單晶顆粒提供的“背靠背”的勢壘和定向傳輸有利于促進載流子的分離和傳輸，從而顯著提高BiVO4的光電化學性能。

圖1 孿晶結構有效提高產氧性能的原理圖

圖2 “沉積-退火”循環制備方法示意圖