氢能具有多种优势，包括零碳排放、高效率、丰富的可用性、安全性以及可控性，使其成为21世纪“终极能源”的有希望的候选者[[1], [2], [3]]。光电催化水分解反应因其能够直接将太阳能转化为绿色氢能而受到广泛关注[[4], [5], [6]]。在这一过程中，半导体光电电极材料的性能对于实现高效稳定的光电催化水分解至关重要。研究表明，CuBi2O4（CBO）具有有利的光学带隙（1.5-1.8 eV）和潜在的高太阳能到氢能（STH）转化效率（20%），其光电流起始电位超过1 V相对于RHE，使其成为水分解的有希望的光电催化剂[[7], [8], [9]]。然而，金属氧化物内部载流子传输的固有限制导致光生电子-空穴分离效率较低，限制了其广泛应用[[10,11]]。因此，实施有效的策略以增强电子-空穴分离对于提高光电催化制氢效率至关重要。
贵金属催化剂，如Pt、Pd和Ru，由于其高功函数和低氢生成反应（HER）过电位，被广泛用于提高半导体光催化性能[[12], [13], [14]]。这些催化剂通过促进光诱导的载流子分离和促进H2生成而发挥双重作用。然而，贵金属的稀缺性和高昂成本限制了它们在技术中的广泛应用[[15]]。近年来，研究人员发现了由地球丰富元素组成的新型催化剂，包括过渡金属硫化物、磷化物和碳化物，如MoS2、Ni2P、CoP和Mo2C等，作为可行的替代品[[16], [17], [18], [19]]。其中，Ni2P是一种由磷原子嵌入镍晶格中形成的间隙化合物，由于其优异的导电性、催化活性和稳定性而备受关注[[20,21]]。实验研究和理论计算均证实了Ni2P作为贵金属替代品在光催化和水分解过程中的巨大潜力[[22,23]]。
此外，在催化剂中引入Vo可以增强其光吸收能力并促进电荷分离，这一技术在光催化和光电催化中得到了广泛应用[[24], [25], [26], [27]]。例如，Li等人[[28]]设计了一种BixIn2-xO3-y催化剂用于CO2的光催化还原，其中Vo的引入显著提高了可见光吸收和光催化性能。因此，Ni2P和Vo-CBO的异质结有望实现更有效的电荷分离和电荷传输，为共催化剂工程和高效光电化学制氢的催化活性位点的创建提供了新的可能性。然而，关于在异质结中控制引入缺陷（特别是含有Vo的CBO/Ni2P异质结的光电化学（PEC）性能）的研究还很有限。
在本研究中，CBO薄膜采用简单的喷雾热解方法制备，而Ni2P则通过光沉积技术沉积到CBO薄膜上。值得注意的是，在光沉积过程中，CBO在光照下的自还原导致形成了特定浓度的Vo。因此，成功制备了具有强化学相互作用的Vo-CBO/Ni2P纳米异质材料。在光照和施加偏压的情况下，Vo-CBO/Ni2P-40展示了最高的光电流密度，达到?1.14 mA cm?2，相对于RHE为0.4 V，这是Vo-CBO的2.15倍，是CBO的7.60倍。这种增强归因于Vo的引入以及通过成功结合Ni2P形成的异质结，有效促进了电荷分离和传输。在最佳浓度下引入Vo在CBO中生成了一个局域能级（LEL），显著改善了载流子传输。此外，Ni2P的沉积在Ni2P和CBO之间建立了一个内部电场（IEF），这是由于它们的费米能级不同所致。在光照下，这个IEF使得光生电子能够快速从Vo-CBO的导带（CB）转移到Ni2P。在此过程中，Ni2P既作为反应位点，又作为电子收集介质，从而加速了电子传输并促进了还原反应。
