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NREL研究人员捕获过量光子能量生产太阳能燃料

Photo shows a lead sulfide quantum dot solar cell.NREL研讨人员拓荒的硫化铅量子点太阳能电池,相片由丹尼斯·施罗德供应。
【据NREL官网2017年4月13日报导】近来,美国动力部国度可再生动力试验室(NREL)的科学家们拓荒了一套光电化学电池,能够或许捕捉素日损失的过剩光子能量,以发作热量。
使用量子点(QD)和称为多激子生成(MEG)的进程,NREL研讨人员能够或许将氢气发作的外部量子效能的峰值推到114%。经由进程使用电池以比今朝的光电化学方法更高的效能和更低的成本分解水,这种进步能够明显地增进来自阳光的氢的发作。
相干研讨成果揭橥在《天然动力》杂志上,“Multiple exciton generation for photoelectrochemical hydrogen evolution reactions with quantum yields exceeding 100%”,由Matthew Beard,Yong Yan,Ryan Crisp,Jing Gu,Boris Chernomordik,Gregory Pach,Ashley Marshall和John Turner为合作作者。
Beard和其他NREL科学家在2011年揭橥了科学论文,初度显现了MEG若何经由进程在电流中发作比进入太阳能电池的光子量更多的电子,来使太阳能电池跨过100%的量子效能。
“这儿的重要差别是我们捕捉了化学键中的MEG加强,而不仅仅是电流,”Beard说,“我们证明在太阳能电池中发作额定电流的相同进程也能够运用于在化学键上发作额定的化学反应或贮存能量。”
太阳能电池的最年夜理论效能受限于能够将若干光子能量转化为可用的电能,个中跨过半导体接纳带束的光子能量损失到热能。MEG工艺使用额定的光子能量发作更多的电子,然后发作更多的化学或电位,而不是发作热量。量子点,其是球形半导体纳米晶体(直径为2-10nm),加强了MEG进程。
在本申报中,经由进程量子点内的MEG进程发作的多个电子或电荷载体被捕捉并存储在H2分子的化学键中。
NREL研讨人员规划了一种根据硫化铅(PbS)QD光电阳极的电池。光电二极管触及沉积在二氧化钛/氟掺杂氧化锡电介质叠层上的PbS量子点层。由过剩电子驱动的化学反应为探索太阳能燃料的高效能方法奠基了新的倾向。

声明:本文由入驻新材料在线作者鹿野道人编撰,不雅观点仅代表作者自己,不代表新材料在线态度。本站只供应参阅并不组成任何出资及运用主张。本站具有对此声明的终究阐明权。

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