近日，我校材化学院李珍教授团队，在国际著名期刊《Small》（影响因子：8.3）上发表研究论文《Ordered Single-Crystalline Anatase TiO₂Nanorod Clusters Planted on Graphene for Fast Charge Transfer in Photoelectrochemical Solar Cells》。我校博士研究生王洋为第一作者，刘学琴副教授为共同一作。

获得高效的电荷转移是光电化学太阳能电池光阳极最大的挑战之一。受一维结构锐钛矿tio₂和二维石墨烯材料优异的定向电荷转移和显著的电子传导性启发，该团队通过溶液热合成法将单晶锐钛矿型纳米棒簇有序地“种植”在石墨烯纳米片上，制备了石墨烯/单晶锐钛矿型棒簇纳米杂化材料（rGO/ATRCs）。相比传统的石墨烯/tio₂纳米粒子，该材料从晶体缺陷和纳米尺寸构筑两个方面优化了电子传输机制：rGO/ATRCs中高结晶程度的锐钛矿纳米棒具备低密度缺陷态，促进了扩散驱动电子转移的同时抑制电子-空穴复合；rGO/ATRCs新奇的架构显著提高了自由电子扩散效率，从而提高了电子移动速率（达到7.6 cm² V⁻¹ s⁻¹）。该材料应用在光电化学太阳能电池阳极材料上，相比石墨烯/tio₂纳米粒子，电池光电转化效率提高了22%，达到8.9%。本研究为优化光电化学太阳能电池电极材料提供了新的思路。