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德國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)現了光能轉氫率5%。這是個(gè)突破，因為使用的太陽(yáng)能電池比通常采用的三聯(lián)點(diǎn)非晶硅薄膜或是III-V半導體高性能電池要簡(jiǎn)單得多。
科研人員稱(chēng)，他們將化學(xué)的穩定與金屬氧化物的廉價(jià)這兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)結合起來(lái)，與一個(gè)相對簡(jiǎn)單的硅基薄膜太陽(yáng)能電池組合到一起，最終獲得了一個(gè)成本低、穩定性好而功能強大的電池。以德國每平方米600瓦的太陽(yáng)能量計算，100平方米的該制氫系統在有陽(yáng)光的一小時(shí)內，可以?xún)Υ?千瓦小時(shí)的氫能，供夜晚或陰雨天使用。
專(zhuān)家們將簡(jiǎn)單的硅基薄膜電池與一層采用釩酸鉍的金屬氧化物組合起來(lái)，起光陽(yáng)極作用。因為只有金屬層與水接觸，可以保護敏感的電池免受腐蝕。采用釩酸鉍的光陽(yáng)極從理論上可以使電化學(xué)電池的效率達到9%。專(zhuān)家們又借助低成本的磷酸鈷催化劑，明顯加快了光陽(yáng)極的氧氣形成。最大的挑戰是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合，繼而喪失分解水的功用?？蒲腥藛T發(fā)現，給釩酸鉍層添加鎢有助于解決問(wèn)題。鎢原子要有最佳分布，由此產(chǎn)生一個(gè)可防止再結合的內部電場(chǎng)。做法是將鉍、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。雖然科研人員尚不能解釋?zhuān)瑸楹吴C酸鉍有如此好的作用，但可以確定，捕捉到的光子80%以上可得到利用，對于金屬氧化物絕對是新紀錄。下一步要做的是將此系統擴展到平米規模。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號