Günəş enerjisi ilə işləyən fotokatalitik və ya fotoelektrokimyəvi suyun parçalanması, xüsusən də karbon-neytral təşəbbüs kontekstində birbaşa günəş enerjisinin hidrogen enerjisinə çevrilməsi üçün böyük vədlər verir, eyni zamanda onun praktiki tətbiqləri möhkəm və səmərəli fotoaktiv filmlərin miqyaslı istehsalında əhəmiyyətli irəliləyişlərə bağlıdır. .

Çin Elmlər Akademiyasının Metal Tədqiqatları İnstitutundan (IMR) professor Liu Qanqın rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu miqyaslana bilən istehsalı üçün fotoaktiv yarımkeçiriciləri maye metal filmlərə yerləşdirmək üçün tamamilə yeni hissəcik implantasiyası (PiP) texnikasını işləyib hazırlayıb. I və II fotosistemlərin təbiətdə fotosintezi səmərəli şəkildə idarə etmək üçün bitki yarpaqlarında xloroplastların tilakoid membranlarına daxil olması faktından ilhamlanan möhkəm və səmərəli fotoaktiv filmlər.

Bu iş Nature Communications jurnalında dərc olunub .

Canlı yarpaq kimi, film də günəş enerjisini birbaşa kimyəvi yanacağa çevirir. Günəş işığının simulyasiyası altında suyun hidrogen hasil etmək üçün parçalanması üçün fotokatalitik aktivliyi ənənəvi filmlərdən 2,9 dəfə çoxdur. Bundan əlavə, maye metal ilə əhatə olunmuş fotoaktiv yarımkeçirici filmlər yaxşı sabitliyə və genişlənmə qabiliyyətinə malikdir. Uzunmüddətli (>100 saat) fasiləsiz əməliyyat zamanı aktivlik sabit qalır, hətta 10 ^{5 əyilmə dövrünü yaşadıqdan sonra belə 95%-dən çox, 64 sm 2-ə} qədər ölçüləndə isə təxminən 70% .

Mükəmməl performans üçölçülü yarımkeçirici /metal güclü qarşılıqlı təsirə aid edilə bilər ki, bu da fotogenerasiya edilmiş yüklərin səmərəli toplanmasına, güclü memarlıq sabitliyinə və üstün fotoaktivliyə imkan verir.

Bundan əlavə, film universallıq və təkrar emal kimi üstünlüklərə malikdir, geniş çeşiddə aşağı ərimə nöqtəli metallar (LMP) və yarımkeçiricilər isti suda ultrasonikasiya vasitəsilə istifadə edilə və asanlıqla təkrar emal edilə bilər. Ümumiyyətlə, LMP metal əsaslı PiP texnikası günəş enerjisinin çevrilməsi cihazları və tətbiqləri üçün yeni imkanlar təklif edir.

Daha çox məlumat: Chao Zhen et al, Süni fotosintez üçün maye metalla əhatə olunmuş fotoaktiv filmlər, Təbiət Əlaqələri (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-46073-6

Jurnal məlumatı: Nature Communications