NREL創造太陽能製氫新紀錄

據國外網站報道，美國能源部（DOE）國家可再生能源實驗室（NREL）的科學家通過光電解水過程成功製得氫氣。本次光解製氫過程是目前太陽能製氫的最高效率記錄（16.2%）。

來自德國TU Ilmenau
，Fraunhofer ISE和加州理工學院的研究人員組成的國際團隊在2015年達到了14%的效率。 Nature Energy中一篇題為“通過倒置變質多功能半導體實現太陽能電解水製氫”詳細敘述了NREL的新紀錄是如何創造的。作者包括來自NREL的James Young，Myles Steiner，Ryan France
，John Turner和Todd Deutsch，以及德國腓立比大學的HenningDöscher。新開發的PEC單元代表了Turner在20世紀90年代在NREL開發的概念設備的重大變化。

比較新舊PEC工藝，都通過串聯的半導體，浸漬於酸溶液中，用於吸收太陽光能水解製的氫氣。但是
，與原先的PEC電池單元在砷化镓（GaAs）頂部生長出銦镓磷化（GaInP2）不同的是新的PEC電池從上到下逐漸生長

，形成獨特倒置變質多功能（IMM）結構。IMM的出現使得NREL研究人員能夠將砷化銦镓（InGaAs）替代為常規GaAs層，從而大大提高了器件效率。新進展的第二個關鍵特征是在器件的頂部沉積出薄的磷化銦鋁（AlInP）“窗口層”，接著出現GaInP2薄層。這些額外的層可消除PEC表麵的缺陷
，防止效率降低，並保護關鍵的下層部分不會腐蝕電解質溶液、半導體材料

，延長了PEC電池的使用壽命。

Turnerdetupoxingfangfachuangzaoleyizhonggengjiagaoxiaodezhiqingfangfa
，bingqiezhenggeguochengzhongzhiyoutaiyangnengzuoweiweiyidenenglianglaiyuan。zaicizhiqian
，yeyouhenduoliyongtaiyangnengguangjiezhiqingdefangfa
，danshihuichanshengewaidesunhao。rushangyetaiyangnengdianchichanshengdediannengkeyoudianlizhuanhuanxitongshusongzhidianjiecaojinxingliyong

，zhenggeguochengzhongdeSTH效率僅為12%。Turner的直接方法使STH的效率記錄提升到了12.4%
，但目前已被NREL的新PEC電池超越。

氫氣的生產成本能否降低至美國能源部規定的每千克2美元以下
，是PECjishunengfoushixianshangyehuadeyigezhangaizhiyi。tongshizheyeduidianchidewanshantichulejianyi

，haixubuduantigaodianchidexiaolvheshouming，tongguojianshaoxitongdepinghengzhichulaijiangdizhiqingchengben。dangqiandianchidenaijiuxingxuzaidangqianjigexiaoshidejichushangjinyibuyanchang
，congerjiangdidianchishiyongchengben。muqiantichujiejuedianchinaijiuxingdetidaijiegoushijiangshebeizhijielianjiedaowaibudianjiecaozhongerbushijinmeizaisuanxingdianjieyezhong，danshiyouDOE委(wei)托(tuo)進(jin)行(xing)的(de)經(jing)濟(ji)技(ji)術(shu)分(fen)析(xi)表(biao)明(ming)，浸(jin)沒(mei)結(jie)構(gou)的(de)製(zhi)氫(qing)成(cheng)本(ben)較(jiao)低(di)。最(zui)新(xin)的(de)研(yan)究(jiu)由(you)能(neng)源(yuan)部(bu)的(de)能(neng)源(yuan)效(xiao)率(lv)和(he)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)辦(ban)公(gong)室(shi)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)技(ji)術(shu)辦(ban)公(gong)室(shi)資(zi)助(zhu)。