用于光电化学装置的半导体结构（例如薄膜、线材、粒子）经常被装饰有催化燃料形成反应的纳米粒子，包括水氧化、氢气生成或二氧化碳还原。 为了达到高性能，催化剂纳米粒子必须与底层的光吸收半导体形成电荷载体选择性接触，在促进电荷载体转移的同时抑制相反电荷的收集。 尽管这种选择性接触在光电化学能量转换和存储中起着关键作用，但由于直接测量其性质的难度，尤其是在操作条件下，因此人们对这些纳米尺度界面的了解非常有限。 我们使用n-Si/Ni光阴极模型系统和电位敏感原子力显微镜，测量纳米尺度半导体/催化剂界面的电子转移过程，并绘制光电化学氧气生成过程中产生的光电压分布图。 我们发现，在器件运行过程中，周围高阻隔区域的形成会导致纳米尺度的尺寸依赖性掐断效应，从而增强低肖特基势垒n-Si/Ni接触对空穴的选择性。 这些结果证明了以下两点： (1)在实际光电化学条件下进行纳米尺度的在位测量接触特性的能力； (2)控制半导体/催化剂界面处电子和空穴流动的设计原则，这对于各种光电化学装置都具有广泛的适用性。
