使用Si微电线阵列的光电化学进化
Shannon W Boettcher1, Emily L Warren, Morgan C Putnam
1California Institute of Technology, Pasadena, California 91125, United States.
Journal of the American Chemical Society
|January 11, 2011
概括
用 (Pt) 涂层的B-doped (Si) 微电线光阴极实现了超过5%的太阳能能量转化效率,用于从水中的 (H2) 进化. 这表明,它是用于高效光催化和可再生燃料生产的有希望的材料.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
背景情况:
- (Si) 微电线正在研究光催化应用.
- 从水中得到有效的 (H2) 演化对于可再生能源至关重要.
- 光阴极的性能通常受到低光伏和光吸收的限制.
研究的目的:
- 开发和评估B-doped p-Si微电线阵列作为H2进化的光阴管.
- 为了研究 (Pt) 涂层对光阴极性能的影响.
- 评估这些新型光阴极的能量转换效率.
主要方法:
- 用放射性n+发射器制造B-doped p-Si微电线阵列.
- 用1.5纳米厚的不连续Pt薄膜涂层微线.
- 在1太阳太阳模拟下测试H2演变的光阴极.
- 测量能量转换效率和光伏.
主要成果:
- 采用 Pt 涂层的 B-doped p-Si 微电线光阴管实现了 >5% 的能量转换效率.
- 这些电极吸收了<50%的波段间隙上方发生的光子.
- 类似的p-Si电线阵列显示效率<0.2%,受到低光伏的限制.
结论:
- 在Si微电线上不连续的Pt膜显著提高了H2进化的光阴极性能.
- 即使光线吸收有限,也可以实现高效的太阳能转换.
- 优化的Si微电线设计可以克服光伏在水分的限制.


