@ 2015.07.25 , 10:00

将太阳能电池效率提升十倍的纳米丝

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埃因霍温科技大学的研究人员(TU / e)和FOM基金今天在《自然通讯》杂志上介绍了一个非常有前途的原型样品。磷化镓能让太阳能电池从液态水中产生清洁燃料的氢气,使用纳米线来处理磷化镓的这种形式不但很新颖,而且能使产量提升10倍。这样做的好处是可以减少一万倍的贵重金属。

由太阳能电池所产生的电力可用于引发化学反应。那么就可以制成替代高污染燃料的太阳能燃料。一种做法就是使用所产生的电力电解液态水。除去了氧,便会产生氢气,可作为清洁燃料用于化学工业或者燃料电池中 – 例如汽车的引擎。

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太阳能燃料电池

将现有的硅太阳能电池连接到蓄电池来电解水不失为一种有效的解决方案,但却非常昂贵。因此许多研究人员针对半导体材料进行研究,因为这种材料能够一次性地将太阳光转换成电荷并电解水。研究人员发现磷化镓(GAP)是合适的候选材料,这种磷化合物也是彩色LED的基础。

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十倍的提升

GAP具有良好的电学性能,但缺点是制成大面积的太阳能电池时,不容易吸收光。研究人员制造了一种非常小的GAP网格来解决这个问题,约500纳米长(一毫米的百万分之一),90纳米厚。这有效地将氢气产生效率提高到了2.9%。这是GAP创造的最高记录,但这仍然有一段路要走,因为其中有百分之十五由硅电池实现。

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电子显微镜下的磷化镓阵列

更少的材料

据Bakkers介绍,这不仅是简单地关乎产出量——仍然还有许多可以改进的余地,他指出:“对于这种珍贵的GAP纳米线材料,我们需要在平面上减少一万倍的用量。这可以使其更加便宜。”Bakkers说。“此外,GAP还可以从水中提取氧气 – 因此实际上你也可以拥有随时储存太阳能的燃料电池。总之,对于太阳能燃料的未来,我们不该忽视磷化镓的作用。”

本文译自 Science Daily,由译者 小松鼠 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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