新材料增加了太阳能电子的寿命

2019-11-06 11:11:24 来源：用户：

当云经过时，没有人希望笔记本电脑停止工作。将太阳光存储为可以在以后用于驱动燃料电池的燃料需要新材料。科学家证明了这种材料。他们在原子尺度上结合了两种氧化物。氧化物材料(一种含有锶和钛，一种含有镧和铬)之间的界面吸收可见光，产生可用于催化反应的电子和空穴，例如产生氢燃料。然而，如果没有任何东西可以将这些电子和空穴分开，它们很快就会相互消灭而不会做任何有用的事情。通过将这种材料精心合成为一系列交替层，

这种材料开辟了新的科学前沿，以解决持续的能源挑战：储存太阳能供以后使用。能够利用太阳能产生的氢燃料运行的燃料电池可以让人们即使在黑暗的夜晚也可以加热他们的家庭并使用太阳能运行他们的计算机。

通过在结晶基质上沉积SrTiO3和LaCrO3薄层，太平洋西北国家实验室，阿贡国家实验室，SuperSTEM和牛津大学的研究人员控制了界面处的离子如何相互结合。这使他们能够在材料中设计出可用于分离电子和空穴的电场。使用X射线光谱技术，他们证实存在电场并且材料中的离子因此移位。使用电子显微镜进行的超高分辨率测量有助于确认这种离子位移。

所有这些实验结果都得到了材料的计算建模的支持，这些结果预测了与所观察到的一致的行为。

存在这些材料中的电场是因为研究人员能够精确控制生长过程，使每个界面具有正电荷或负电荷。在材料中交替带正电和负电的界面产生纳米级电场，其可以与由太阳能激发的电子和空穴相互作用。然后可以将电子驱动到表面，在那里它们可以与水分子相互作用以破坏它们的键并产生氢燃料。

研究人员正在继续探索这些超晶格的特性，使用世界各地的同步加速器进行尖端X射线测量，并使用其他先进的显微技术来观察界面的化学组成。

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