超高效太陽能製氫設備

據外國媒體報道：科學家發現了捕獲多餘的光能以生產燃料的方法，該方法甚至可以在雨天進行燃料的收集。

在將太陽光轉換成化學燃料的常規係統中，無論光子的能量多麼大
，單個光子都隻能帶來一個電子-空穴對，該電子-空(kong)穴(xue)對(dui)隨(sui)後(hou)進(jin)行(xing)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)，多(duo)餘(yu)的(de)能(neng)量(liang)作(zuo)為(wei)熱(re)量(liang)而(er)丟(diu)棄(qi)。這(zhe)種(zhong)單(dan)對(dui)單(dan)的(de)模(mo)式(shi)限(xian)製(zhi)了(le)使(shi)用(yong)陽(yang)光(guang)來(lai)製(zhi)造(zao)化(hua)學(xue)燃(ran)料(liao)的(de)能(neng)力(li)。科(ke)學(xue)家(jia)已(yi)經(jing)克(ke)服(fu)了(le)這(zhe)個(ge)限(xian)製(zhi)，他(ta)們(men)首(shou)次(ci)證(zheng)明(ming)，可(ke)以(yi)從(cong)單(dan)個(ge)光(guang)子(zi)產(chan)生(sheng)兩(liang)個(ge)電(dian)子(zi)-空穴對（激子），進而用這兩個電子-空穴對來生產氫氣。

zhexiangyanjiudejieguoyiweizherenmenkeyitongguoconggaonengguangzizhonghuoqugengduodenengliang，shiyangguangzhuanhuaweihuaxueranliaoxiaolvtigao
，yunxuzaixiangtongdetudishanghuodegengduodeqingqi，congerjiangdichengben。

傳chuan統tong的de基ji於yu半ban導dao體ti的de太tai陽yang光guang子zi能neng量liang收shou集ji中zhong
，半ban導dao體ti帶dai隙xi上shang的de多duo餘yu光guang子zi能neng量liang被bei浪lang費fei。科ke學xue家jia們men發fa現xian，半ban導dao體ti量liang子zi點dian可ke以yi通tong過guo產chan生sheng多duo個ge來lai捕bu獲huo電dian子zi-空穴對來收集多餘的光子能量：在這項工作中，科學家們在太陽光電化學電池中觀察到了超過100％的外部量子效率，這是通過多重激子產生提高化學反應產率的第一個例子。

光電化學電池由硫化鉛（PbS）量子點光電極組成
，科學家使用逐層沉積的方法從溶液沉積TiO2 / FTO（F摻雜的SnO2）塗覆的載玻片頂部。該團隊展示了具有0.85，0.92和1.08 eV帶隙能量的量子點光電極的大於100％的外部量子效率，並在Na2S溶液中產生了氫氣。

這項工作由美國能源部（DOE）基礎能源科學辦公室，能源前沿研究中心的高級太陽能光物理中心（CASP）和化學科學
，地球科學和生物科學部門的太陽光化學計劃提供資助。

參考文獻：

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