太陽(yáng)能制氫方法得簡(jiǎn)化 或可被運(yùn)用

德國(guó)赫姆霍茨柏林中心太陽(yáng)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(gè)簡(jiǎn)單的太陽(yáng)能電池與金屬氧化物光陽(yáng)極，實(shí)現(xiàn)了光能轉(zhuǎn)氫率5%。這是個(gè)突破，因?yàn)槭褂玫?strong>太陽(yáng)能電池比通常采用的三聯(lián)點(diǎn)非晶硅薄膜或是—半導(dǎo)體高性能電池要簡(jiǎn)單得多。

研究人員將簡(jiǎn)單的硅基薄膜電池與一層廉價(jià)的釩酸鉍金屬氧化物組合成光陽(yáng)極，最終獲得簡(jiǎn)單穩(wěn)定、成本低廉、性能強(qiáng)大的電池。釩酸鉍光陽(yáng)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(diǎn)非晶硅薄膜或是III～V半導(dǎo)體高性能電池要簡(jiǎn)單得多。由于只有金屬層與水接觸，電池可以免受腐蝕。同時(shí)，研究人員借助低成本的磷酸鉆催化劑，加快了光陽(yáng)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(diǎn)，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(gè)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(gè)可防止電荷載流子再結(jié)合的內(nèi)部電場(chǎng)。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(duì)于金屬氧化物而言是一個(gè)新紀(jì)錄。研究人員稱，下一步工作是將此系統(tǒng)擴(kuò)展到平方米規(guī)模。