超薄膜吸收器在太阳能光解水制氢中的应用

【摘要】：太阳能光解水制氢是太阳能利用的重要途径之一。α-氧化铁是极具潜力的阳极材料,但是α-氧化铁光生空穴的扩散长度(20 nm)远小于其光子穿透距离(波长550 nm时为120 nm),导致电子空穴对在参与光催化反应之前发生严重的复合,从而极大地降低太阳能利用效率。提出一种α-氧化铁/银纳米孔阵列的超薄膜双层结构,α-氧化铁的厚度仅为20 nm,且具有很强的可见光吸收特性,因此光生电流比相同厚度的α-氧化铁光解水电池高238%。超薄膜光学吸收的机理包括亚波长干涉共振效应和局部表面等离子激元效应,这两种强化光学吸收的机理也可以应用于光生电荷输运能力差的半导体太阳能光伏器件。 【作者单位】： 清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室二氧化碳资源化利用与减排技术北京市重点实验室;
【关键词】： 太阳能 光化学 电化学 超薄膜 α-氧化铁 光解水
【基金】：国家自然科学基金项目(51236004,51321002)~~
【分类号】：TQ116.2
【正文快照】： 引言太阳1 h内入射到地球的能量比全球人类活动一年消耗的能量还要多[1],因此高效利用太阳能对于解决能源危机、降低化石燃料燃烧产生的温室气体和颗粒物的排放有着重要意义。太阳能光解水制氢是太阳能利用的重要途径之一,它可以将太阳能以氢气化学能的形式储存起来,因此解决

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