Статья об открытии «Динамика межфазных носителей полупроводников с помощью фотоиндуцированных электрических полей» была опубликована в журнале Science Magazine.
Е Ян и Цзин Гу – ведущие авторы статьи. Коллеги из NREL, Джеймс Янг, Элиза Миллер, Джон Тернер, Натан Нил и Мэтью Бирд также внесли свой вклад в исследование.
Фотоэлектрохимические элементы могут использоваться для преобразования солнечной энергии в переносимое химическое топливо.
В процессе фотопреобразования используется полупроводниковый фотоэлектрод, в котором фотовозбужденные электроны движутся к поверхности электрода, чтобы запустить химические реакции, такие как восстановление воды с образованием водорода.
По мере движения зарядов внутри фотоэлектрода образуются поля. Команда NREL разработала спектроскопический зонд, который впервые позволяет напрямую контролировать образование и распад этих полей.
Исследователи NREL использовали новый зонд, чтобы лучше понять фотофизику фотоэлектродов, изготовленных из полупроводникового фосфида галлия-индия (GaInP2).
Предыдущая работа в NREL использовала GaInP2 как часть высокоэффективной системы разделения воды для получения водорода из солнечного света. Используя недавно разработанный зонд, ученые раскрыли роль, которую интерфейс диоксида титана (TiO2) / GaInP2 играет в процессе фотопреобразования.
Новый инструмент измерения может привести к усовершенствованию конструкции фотоэлектродов, чтобы сделать их более эффективными и стабильными.
Требуются дополнительные исследования, включая включение катализатора на поверхность TiO2, где этот метод может быть использован для понимания роли катализатора в реакции производства водорода.