科学新知：2021 Nat. Commun., O-BP 电催化剂如何保护 MAPbI3 钙钛矿并达成高稳定?
Nature Communications (IF 14.919) 于2021年11月刊登韩国国立蔚山科学技术研究院 (UNIST) Ji-Wook Jang、Dongrak Oh 等人的研究成果。研究团队结合氧化巴基纸和钙钛矿光电阴极，制作出无辅助太阳能装置，并生产过氧化氢。
过氧化氢 (H2O2) 是一种相当具有前景的环保型氧化剂，其能量密度与压缩 H2 的能量密度相当。目前 H2O2 生产策略主要为蒽醌氧化过程，需仰赖大量的能量和有机化学品。另一种简单且环保的方法，是以光催化剂为基础，将 O2 还原为 H2O2。然而，太阳能到 H2O2 的转换效率却受到两个因素的限制，包含光电极的低性能、电催化剂的低选择性与稳定性。在此研究中，研究团队选用氧化的巴基纸 (oxidised buckypaper, O-BP) 作为电催化剂，成功以 Field 金属 (Field’s metal, FM) 钝化高性能 MAPbI3 钙钛矿 (PSK) 光电阴极。通过 FM 连接的 O-BP 电催化剂有效地保护了 PSK，并防止水渗透。
研究团队使用太阳光模拟器对光伏特性进行分析，并搭配量子效率测量系统进行光谱分析。同时，也对太阳光模拟器下的短路电流，进行Jsc (short-circuit current density) 的比对，以证明实验的真确性。研究结果显示，在定期供应新鲜电解液的条件下，O-BP 电催化剂的 H2O2 生产选择性接近 100%，且在 100 h 内具有良好的稳定性。此外，研究团队使用包含 O-BP/FM/PSK 光电阴极和 a-NiFeOx 阳极的双电极系统展示了无辅助的太阳能 H2O2 生产，其太阳能制氢 (solar-to-chemical (H2O2) conversion efficiency, SCC) 为 ~1.463%；该系统在 1-sun 光照下稳定 45 h，具有 100% 的 H2O2 生产选择性。研究团队也进一步说明，透过优化PSK、ETL、HTL和电催化剂，可以提高整个系统的 SCC(%) 和稳定性。
碳材料性能：表征和氧还原。
O-BP 结合 PSK 光电阴极：表征和 ORR 活性。
关键词： 钙钛矿、Perovskite、过氧化氢、 H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>、oxidised buckypaper、SCC、量子效率 、Quantum Efficiency
