利用半导体材料将太阳能转化为可储存的氢燃料，是可持续能源发展的重要路径。然而，传统光催化材料面临光生载流子复合快、活性位点不足、可见光利用效率低等瓶颈问题。p-n同质结因其晶格匹配度高、电荷转移阻力小等内在优势，为发展高效太阳能驱动光催化析氢提供了可行策略，但目前仍缺乏系统性探索。

图1. V_In-Zn₂In₂S₅/O-Zn₂In₂S₅光催化剂的催化原理

近日，青岛滨海学院机电工程学院林月强博士等人在著名期刊 《Rare Metals》（中科院SCI一区） 上发表题为 “In-situ construction of S-scheme V_In-Zn₂In₂S₅/O-Zn₂In₂S₅ p-n homojunctions for enhanced photocatalytic hydrogen evolution” 的研究论文。该研究通过将p型铟缺陷V_In-Zn₂In₂S₅ (V_In-ZIS)纳米花可控组装于n型氧掺杂Zn₂In₂S₅（O-ZIS）纳米片表面，成功构建了基于Zn₂In₂S₅的S型界面p-n同质结光催化剂。

图2. V_In-Zn₂In₂S₅/O-Zn₂In₂S₅光催化剂的结构

研究发现，V_In-ZIS/O-ZIS光催化剂在未使用任何助催化剂的情况下，析氢速率高达17.03 mmol g⁻¹ h⁻¹，分别是O-ZIS（2.23 mmol g⁻¹ h⁻¹）和V_In-ZIS（4.47 mmol g⁻¹ h⁻¹）的7.6和3.8倍。此外，该材料在370 nm波长光下实现了37.75%的表观量子效率。本工作揭示了缺陷工程、p-n同质结构筑与S型电荷转移机制之间的协同作用，为设计高性能光催化剂提供了清晰的理论框架。

图3. V_In-Zn₂In₂S₅/O-Zn₂In₂S₅光催化剂的光催化析氢性能

论文信息：Yueqiang Lin, Ya Xiong*, Lan Chen, Shaohua Li, Fuhai Guo, Jian Tian*, Jingjie Dai*. In-situ construction of S-scheme V_In-Zn₂In₂S₅/O-Zn₂In₂S₅ p-n homojunctions for enhanced photocatalytic hydrogen evolution. Rare Metals, 2026,  https://doi.org/10.1002/rar2.70194