光吸收和催化反应的空间解耦是提高硅光电极效率和稳定性的一种很有前景的方法。因此，北京大学潘锋团队通过工业制造策略在商用具有SiNx涂层单晶p-n+ Si上的玻璃层上制造图形化银点(PAD)作为光阴极，提高光电极效率和稳定性。
本工作发现了一种多功能空间解耦光吸收层(SiNx)和催化反应(玻璃层/Ag/Pt)位点的新组合，用于Si光电阴极，以在酸性电解质中实现高效率。
虽然集成Pt/PADs/Si光电阴极的稳定性因PAD上发生电沉积Pt而受到影响，但保护层和电子隧道层(SiNx和玻璃层)在H2SO4中非常稳定。
在AM 1.5G辐照下，具有0.75 mm点间距的PAD修饰的光电阴极表现出36.1 mA cm-2的饱和光电流，当Pt电沉积在PAD上作为析氢催化剂时，光电压为0.61 V。偏压-光电流转换效率(ABPE)达到9.7%。以上性能是通过同时优化光吸收和光生电子的收集来实现的。
另外，在0 VRHE下该催化剂上光电流保持稳定约100小时。这项研究确定了一种多功能空间解耦层的新组合，该组合在光吸收、光生电子转移方面都很有效，并且在酸性电解质中稳定。
High-Performance Si Photocathode Enabled by Spatial Decoupling Multifunctional Layers for Water Splitting. Advanced Functional Materials, 2021. DOI: 10.1002/adfm.202107164