광구동 할라이드 구배를 이용한 밴드갭 퍼널 (MAPbI₃)

paper_182 Perspective에서 조사된 헤테로계면 없는 전하 추출 전략 (see Park et al., J. Phys. Chem. Lett. (2021), Fig. 2a; PDF p. 8293). HBr/HI 혼합 수용액에서의 광가속 할라이드 교환은 MAPbI₃ 입자 내에 조성 구배를 형성한다: 코어에서 [I⁻]가 가장 낮고 표면에서 가장 높으며, 이로 인해 표면 방향으로 단조 감소하는 밴드갭이 형성된다.

메커니즘 및 성능

• 방향성 밴드갭 퍼널은 헤테로계면 없이 광생성 캐리어를 입자 표면 방향으로 유도한다.
• 2605 µmol g⁻¹ h⁻¹ HER를 달성하며, 이는 동적 평형 수용성 HI 플랫폼에서 가장 높은 수준에 속한다 (see Park et al., J. Phys. Chem. Lett. (2021), Fig. 2a).
• 구배는 광촉매 반응 자체에 의해 in situ로 형성되므로 별도의 이차 물질이 필요하지 않다.

연관 관계

동일한 전하 재결합 병목 현상을 해결하지만, 두 번째 물질을 필요로 하는 MHP-heterojunction-charge-extraction 전략과는 구별된다. MAPbI3-perovskite-photocatalyst 상에서 동일한 포화 HI dynamic-equilibrium-perovskite-HI-splitting 조건 하에서 작동한다.