太陽能制氫方法得簡化 或可被運用

德國赫姆霍茨柏林中心太陽能燃料研究所與荷蘭代爾夫特理工大學(xué)的科研人員用一個簡單的太陽能電池與金屬氧化物光陽極，實現(xiàn)了光能轉(zhuǎn)氫率5%。這是個突破，因為使用的太陽能電池比通常采用的三聯(lián)點非晶硅薄膜或是—半導(dǎo)體高性能電池要簡單得多。

研究人員將簡單的硅基薄膜電池與一層廉價的釩酸鉍金屬氧化物組合成光陽極，最終獲得簡單穩(wěn)定、成本低廉、性能強大的電池。釩酸鉍光陽極從理論上可以使電池效率達(dá)到9%，且比通常采用的三聯(lián)點非晶硅薄膜或是III～V半導(dǎo)體高性能電池要簡單得多。由于只有金屬層與水接觸，電池可以免受腐蝕。同時，研究人員借助低成本的磷酸鉆催化劑，加快了光陽極的氧氣形成。

該裝置另一大突破在于電荷在釩酸鉍層的高效分離。盡管金屬氧化物有諸多優(yōu)點，但電荷載流子很容易再結(jié)合，繼而喪失分解水的功用?？蒲腥藛T發(fā)現(xiàn)，給釩酸鉍層添加鎢有助于解決問題。

他們將鉍、釩和鎢溶劑噴涂于熱玻璃基板上，使溶劑蒸發(fā)。以不同的鎢濃度反復(fù)噴涂后，最終形成一個約300納米厚的高效金屬活性氧化物層。該金屬層可以形成一個可防止電荷載流子再結(jié)合的內(nèi)部電場。盡管科研人員尚不能解釋為何釩酸鉍有如此好的效果，但可以確定，捕捉到的光子80%以上可得到利用，這對于金屬氧化物而言是一個新紀(jì)錄。研究人員稱，下一步工作是將此系統(tǒng)擴展到平方米規(guī)模。