一種新型太陽能電池可以比任何其他技術更有效地將液態水轉化為清潔氫燃料10倍，並且在此過程中使用的貴重材料減少10,000倍。
這些新型太陽能電池原型由荷蘭研究人員發明，其秘密在於磷化鎵奈米線，它可以將水分解成氫和氧成分，比過去使用的電池和半導體材料更便宜、更有效。
太陽能電池技術的效率在過去十年中得到了顯著提高，目前正在為德國提供至少有一半的國家能源需求。今年早些時候在荷蘭，已宣布一條 70 公尺長的小路覆蓋著太陽能電池，產生的電力足以為一個家庭提供一年的電力。
在過去的幾年裡，科學家一直在研究如何利用太陽能電池來生產燃料和電力，更進一步。夢想是有一天我們只使用太陽的無限能量，不僅為我們的家庭提供動力，也為我們的汽車、火車和巴士提供動力。
先前的研究表明，將現有的矽太陽能電池連接到水分解電池可以產生氫燃料，但它肯定不是一個足夠便宜的工藝，無法成為現實的替代方案。最有前途的選擇是使用某種半導體材料，它可以將陽光轉化為電荷，同時將水分解成可用的組件，例如一體式太陽能燃料電池，但半導體材料也不便宜。
埃因霍溫理工大學的一個團隊研究了磷化鎵 (GaP) 的潛力，它是一種鎵和磷化物的化合物，也用於生產紅色、橙色和綠色 LED 燈，並且在它的電氣特性。但磷化鎵的生產成本昂貴，而且當用於大型平板時，它無法像可行的太陽能電池系統所需的那樣有效地吸收陽光。因此，研究人員嘗試生產一種厚度為 90 奈米、長度為 500 奈米的微小磷化鎵奈米線網格，並將其與現有的太陽能電池技術整合。
他們最終不僅比用磷化鎵建造平坦表面少使用了 10,000 顆磷化鎵，而且還發現了一種製造太陽能燃料的全新方法。 “這立即將氫氣產量提高了 10% 至 2.9%，”新聞稿解釋。“這是 GaP 電池的記錄，儘管這距離與電池耦合的矽電池所實現的 15% 仍有一定差距。”
團隊認為，在生產太陽能燃料時，我們不僅應該考慮產量，還應該考慮系統的成本，因為如果它不比我們從化石燃料中獲得的成本便宜，就沒有人會使用它。好處。他們現在面臨的挑戰是弄清楚如何提高磷化鎵柵極的產量，以便他們的太陽能電池可以滿足 15% 的電池產量。
「對於奈米線，我們需要的珍貴 GaP 材料比具有平坦表面的電池少 10,000 個。這使得這類電池可能便宜得多，」首席研究員埃里克·巴克斯說。 「此外，GaP還能夠從水中提取氧氣——這樣你實際上就擁有了一個燃料電池，可以在其中暫時儲存太陽能。簡而言之，對於太陽能燃料的未來，我們不能再忽視磷化鎵了。 」
結果已發表於自然通訊。
