据报道，2018年10月4日，清华大学材料学院朱宏伟教授课题组在《先进能源材料》（Advanced Energy Materials）上发表了题为《孪晶结构BiVO4光阳极促进载流子的分离和传输提高产氧性能》（Twin Structure in BiVO4 Photoanodes Boosting Water Oxidation Performance through Enhanced Charge Separation and Transport）的研究论文。该论文提出了制备具有孪晶结构的BiVO4光阳极的方法，验证了孪晶结构形成的同质结有利于促进载流子的分离和传输从而提高BiVO4的产氧性能。

BiVO4具有较小的带隙（~2.4 eV）、合适的能带结构和较好的稳定性，是目前有发展前景的光阳极材料之一。但是，BiVO4的载流子的分离效率低和传输过程缓慢显著增大了载流子的复合。BiVO4单晶体几乎没有晶体缺陷，能够有效降低载流子在BiVO4体内的复合。然而，单晶体的非定向且长距离传输依然会增大载流子的复合。而具有孪晶结构的BiVO4单晶颗粒提供的“背靠背”的势垒和定向传输有利于促进载流子的分离和传输，从而显著提高BiVO4的光电化学性能。

图1 孪晶结构有效提高产氧性能的原理图

图2 “沉积-退火”循环制备方法示意图