太阳能制氢方法得简化 或可被运用
2013-11-18 11:32:51 作者:sales10 来源: 浏览次数:0 文字大小:【】【】【

德国赫姆霍茨柏林中心太阳能燃料研究所与荷兰代尔夫特理工大学的科研人员用一个简单的太阳能电池与金属氧化物光阳极,实现了光能转氢率5%。这是个突破,因为使用的太阳能电池比通常采用的三联点非晶硅薄膜或是—半导体高性能电池要简单得多。

研究人员将简单的硅基薄膜电池与一层廉价的钒酸铋金属氧化物组合成光阳极,最终获得简单稳定、成本低廉、性能强大的电池。钒酸铋光阳极从理论上可以使电池效率达到9%,且比通常采用的三联点非晶硅薄膜或是III~V半导体高性能电池要简单得多。由于只有金属层与水接触,电池可以免受腐蚀。同时,研究人员借助低成本的磷酸钻催化剂,加快了光阳极的氧气形成。

该装置另一大突破在于电荷在钒酸铋层的高效分离。尽管金属氧化物有诸多优点,但电荷载流子很容易再结合,继而丧失分解水的功用。科研人员发现,给钒酸铋层添加钨有助于解决问题。

他们将铋、钒和钨溶剂喷涂于热玻璃基板上,使溶剂蒸发。以不同的钨浓度反复喷涂后,最终形成一个约300纳米厚的高效金属活性氧化物层。该金属层可以形成一个可防止电荷载流子再结合的内部电场。尽管科研人员尚不能解释为何钒酸铋有如此好的效果,但可以确定,捕捉到的光子80%以上可得到利用,这对于金属氧化物而言是一个新纪录。研究人员称,下一步工作是将此系统扩展到平方米规模。

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