來源：Tech Xplore

半透明金黃色開爾文探針測量與電極和水溶液接觸的發(fā)光半導(dǎo)體薄膜的光電壓。光電壓可以是正的或負(fù)的，取決于電荷傳輸?shù)姆较颉?/p>

科學(xué)家們正在推進(jìn)使用半導(dǎo)體將陽光轉(zhuǎn)化為可再生能源。在太陽能電池中，半導(dǎo)體將陽光轉(zhuǎn)化為電能。當(dāng)與水直接接觸時(shí)，半導(dǎo)體可以利用陽光將水轉(zhuǎn)化為氫氣（一種無碳燃料）。半導(dǎo)體的能量輸出由其光電壓給出。

現(xiàn)在，來自加州大學(xué)戴維斯分校和德國馬丁路德大學(xué)的研究人員開發(fā)出了一種定量測量這種光電壓的新技術(shù)。測量光電壓對于找到利用陽光和水制造燃料的最佳條件至關(guān)重要。

研究結(jié)果發(fā)表在《能源與環(huán)境科學(xué)》雜志上。

研究人員可以使用連接電池和測量設(shè)備的電線輕松測量太陽能電池的電能輸出。然而，在與水接觸的太陽能燃料電極中很難測量這種能量輸出。這是因?yàn)榧兯粚?dǎo)電，阻礙了研究人員觀察光電壓。

在這里，該團(tuán)隊(duì)展示了這種太陽能燃料電極的光電壓可以通過非接觸方式測量。他們通過使用所謂的金黃色開爾文探針來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，該探針懸停在發(fā)光設(shè)備上并通過空間獲取信息。

在這項(xiàng)研究中，科學(xué)家對釩酸鉍（一種用于水氧化的半導(dǎo)體）和硒化銅鎵（一種用于從水中產(chǎn)生氫氣的半導(dǎo)體）進(jìn)行了非接觸式光電壓測量。他們用水溶液和玻璃顯微鏡載玻片覆蓋半導(dǎo)體，并將載玻片放置在開爾文探針下方。

研究人員發(fā)現(xiàn)，光電壓不僅取決于半導(dǎo)體，還取決于光的顏色（光子能量）、光強(qiáng)度以及水溶液的化學(xué)性質(zhì)。這些信息使科學(xué)家能夠確定將太陽能直接轉(zhuǎn)化為氫氣和其他燃料的最佳條件。

審核編輯 黃宇