基于热载流子的能量转换系统可以将传统太阳能技术的效率提高一倍，或者驱动光化学反应，而目前的策略需要昂贵的多结结构。近日，科罗拉多大学Andrés Montoya-Castillo、Amber T. Krummel、Justin B. Sambur实现从2D半导体光电极中提取热载流子。

本文要点：

1) 通过将光电化学和原位瞬态吸收光谱测量相结合，作者在丰富廉价的单层（ML）MoS₂制成的光电化学太阳能电池中通过在施加偏压下实现了超快（<50 fs）热激子和自由载流子的提取。

2) 作者通过将ML-MoS₂紧密耦合到电子选择性固体接触和空穴选择性电解质接触，从而促进了1cm²面积上的超薄电荷传输距离。作者通过对激子态空间分布的理论研究发现，位于外围S原子和相邻接触热激子态之间的电子耦合有助于超快电荷转移。

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Rachelle Austin et.al Hot carrier extraction from 2D semiconductor photoelectrodes PNAS 2023

DOI: 10.1073/pnas.2220333120

https://doi.org/10.1073/pnas.2220333120