MHP 헤테로접합 전하 추출 (type I vs type II)

MHP 광촉매의 지배적인 성능 결정 인자로, paper_182 Perspective에서 상술됨 (see Park et al., J. Phys. Chem. Lett. (2021), Fig. 2a). MAPbI₃ 또는 CsPbBr₃와 함께 type II 헤테로접합(TiO₂, P3HT, MoS₂)을 형성하면 광생성 전자가 MHP에서 제2 소재로 이동하여 속도 제한 단계인 전하 재결합을 억제한다.

근거

• TiO₂ 전자 수송층 삽입 → Pt 단독 대비 89배 증가.
• rGO 조촉매 → 순수 MAPbI₃의 14 µmol g⁻¹ h⁻¹ 대비 939 µmol g⁻¹ h⁻¹.
• 나노구조 MoS₂ 플라워 → 29,389 µmol g⁻¹ h⁻¹ 및 STHI 7.35% (see Park et al., J. Phys. Chem. Lett. (2021), Fig. 2a; PDF p. 8293–8294).
• Type I 접합(예: 흑린(black phosphorus), 두 종류의 캐리어 모두 제2 소재로 집속됨)도 성능을 향상시키나, 최우수 type II 시스템보다 절대적인 반응 속도가 낮다.

최고 STHI(7.35%)와 페로브스카이트 PV의 PCE(>20%) 사이에 여전히 존재하는 격차는 광흡수가 아닌 전하 수송이 병목임을 확인해 준다.

연관 관계

현장(in-situ) 헤테로계면 비형성 방식인 bandgap-funnel-halide-gradient 전략과 성능 면에서 대비를 이루는 개념이다. MAPbI3-perovskite-photocatalyst의 성능을 향상시키며, CsPbBr₃-quantum-dot-photocatalyst의 CO₂ 선택성을 제어한다. HI 분해를 위한 수계 dynamic-equilibrium-perovskite-HI-splitting 프레임워크 내에서 작동한다.