A transferência de carga interfacial em junções de eletrocatalisadores/semicondutores (EC/SC) é central para o desempenho de foto(eletro)catalisadores, no entanto, a influência do ambiente reativo nesses processos permanece pouco compreendida. Este é particularmente o caso para junções EC/SC não enterradas, como nanopartículas EC ancoradas em um SC (np-EC/SC), onde moléculas reativas acessam prontamente os sítios de superfície do EC e as interfaces np-EC/SC. Neste estudo, descobrimos um mecanismo dinâmico, quimicamente impulsionado, pelo qual o ambiente de reação local modula a transferência de carga nas interfaces Pt/p-Si sob condições de divisão da água solar. Demonstramos que a adsorção molecular de H2 e O2 na interface metal/eletrolito induz dipolos interfaciais em nanopartículas de Pt, ajustando efetivamente sua função de trabalho e fazendo com que a junção altere seu comportamento de ôhmico para retificadora. Essa modulação responsiva ao ambiente da altura da barreira de Schottky governa a seletividade dos portadores de carga independentemente do efeito de cutoff frequentemente citado, que se revelou desprezível. Além disso, uma fina intercamada de SiOx, evoluída espontaneamente, facilita a transferência de carga mediada por tunelamento enquanto suprime a recombinação, proporcionando um grau adicional de controle sobre a energia interfacial. Esses achados revelam que a química da superfície catalítica pode servir como uma alavanca poderosa para ajustar a estrutura eletrônica e a fotovoltaica em arquiteturas de fotoeletrodos em nanoescala, abrindo novas estratégias de design para sistemas de combustíveis solares de alta eficiência.
Sert et al. (Mon,) estudaram esta questão.