Lokalizacja strat energii w katodach

Fot. Pixabay CC0

Bardzo obiecującym kandydatem do wykorzystania w projektach konwersji energii słonecznej jest tlenek miedzi. Związek ten jako fotokatoda może osiągnąć wydajność nawet do 18 procent, jednak rzeczywiste wyniki są dużo niższe. Odpowiedzialne są za to straty zachodzące głównie na powierzchni i w warstwach granicznych materiału.

Zespół Instytutu Paliw Słonecznych HZB przyjrzał się teraz dokładnie tym procesom. Na monokryształach Cu2O osadzili oni niezwykle cienką warstwę platyny, która działa jak katalizator. Zespół był wówczas w stanie zidentyfikować główny mechanizm strat fotowoltaicznych poprzez spektroskopię emisyjną fotonów.

Rainer Eichberger, inicjator badania, powiedział: „Mamy bardzo skuteczne metody eksperymentalne do analizy energii i dynamiki elektronów w półprzewodnikach. Udało nam się wykazać, że straty prawie nie występują na interfejsach z platyną, ale zamiast tego w samym krysztale".

Badanie te są wkładem w prace UniSysCat (Unifying Systems in Catalysis) na Uniwersytecie Technicznym w Berlinie. Koncentruje się on na procesach katalitycznych, które zachodzą w bardzo zróżnicowanych skalach czasowych. Nośniki ładunku reagują bardzo szybko na wzbudzenie światłem, podczas gdy procesy chemiczne, takie jak kataliza, wymagają więcej czasu.

Aby osiągnąć optimum konwersji fotochemicznej, należy zoptymalizować oba te procesy. Wyniki badań przeprowadzonych przez naukowców z Instytutu Paliw na pewno się do tego przyczynią.

(KB)