我国科学家大幅提高使用太阳能制氢功率

7月26日，从中国科学技术大学得悉，该校俞书宏院士团队根据窄带隙半导体资料，规划了一种具有近红外活性的晶格匹配的描摹异质结光阳极资料，所研发的异质结表现出优异的光电化学制氢功能。相关效果日前宣布在《天然·通讯》上。

将太阳能直接转化为化学燃料供给了一种存储可再生能源的办法。可是，光电化学制氢的实践使用仍然受阻于其低的能量转化功率。现在，越来越多的半导体能够作为光阳极资料。可是，这些半导体一般具有宽的带隙，这将他们的光谱吸收规模约束在紫外光区和可见光区。可是红外光占了太阳光能量的50%左右，所以，将资料的光谱吸收规模扩展至红外区有助于器材的功率大幅进步。

窄带隙半导体具有近红外光谱吸收能力。可是，窄带隙半导体中的电子—声子相互作用会导致光生载流子的寿数变短，这会导致催化剂外表的光生空穴浓度下降，从而下降了外表氧化反响产生的概率。至今，近红外光活性光阳极的光电转化功率（IPCE）一直难以进步。

研讨人员规划了一种具有晶格匹配的描摹异质结的三元合金基光阳极，该电极的光谱吸收规模扩展到了1100纳米，其光电化学制氢的能量转化功率得以改进。晶格匹配的描摹异质结因为避免了晶格失配的影响而下降了界面缺点的存在，有利于下降光生载流子的复合速率。试验证明，异质结的存在进步了光生载流子的别离功率，从而延长了载流子的寿数。因而，在近红外光下，该资料光阳极的IPCE和光电流密度均展示出了优异的功能。

这项研讨提出了一种具有近红外活性的描摹异质结的构筑战略。经过将窄带隙半导体的优势整合到晶格匹配的描摹异质结中，为规划有用的近红外活性的光电化学器材供给了新的可能性。