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为经济实惠的太阳能储存做好准备

太阳不会整天照射在同一个地方,这意味着太阳能电池板会间歇性地产生能量。太阳能研究人员一直试图通过将水分解为氢气和氧气来储存太阳光。太阳能电池用两个电极分开水,在一个电极上产生氧气,而在另一个电极上产生氢气。现在,一个简单的工艺制造了一个吸收太阳光并在硅电极上的微小钴岛上产生氧气的电极。令人惊讶的是,关键部件是硅岛和钴岛之间的二氧化硅层。

利用太阳光以廉价制备的电极产生燃料(例如在该太阳能电池中的另一电极上的氢)可以提供太阳能的间歇性缺陷的解决方案。

为了解与水分解催化剂相连的太阳能电池中的重要界面,密苏里科技大学的研究人员开发了一种简单可控地生产这种系统的方法。使用称为“电化学沉积”的简单过程将金属从离子溶液置于硅表面上。该工艺改变了硅电极的表面以促进所需的反应并保护下面的半导体。有利地,在硅和沉积的钴纳米岛之间形成界面氧化物层(SiOx)。

该工艺生产出具有金属(钴),硅基绝缘体(SiOx)和半导体的结的太阳能电池。科学家还发现纳米岛的不连续性质与界面氧化物一起改变了硅表面的电子特性并改善了其太阳能性能。

接下来,激活纳米岛的外壳以实现有效的水分解。活化涉及将外壳中的钴与氧气化学结合以产生氧化钴壳。通过将金属 - 绝缘体 - 半导体太阳能电池直接连接到水分解氧化钴催化剂,水在暴露于阳光下被有效地分解成氧气。因此,在这种分裂水的太阳能电池中,在该新电极上产生氧,而在另一电极上产生氢。这些有效的廉价太阳能电池可以是用于间歇太阳能的能量存储解决方案。

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