测量技术为太阳能燃料半导体提供了新的视角

来源：Tech Xplore

半透明金黄色开尔文探针测量与电极和水溶液接触的发光半导体薄膜的光电压。光电压可以是正的或负的，取决于电荷传输的方向。

科学家们正在推进使用半导体将阳光转化为可再生能源。在太阳能电池中，半导体将阳光转化为电能。当与水直接接触时，半导体可以利用阳光将水转化为氢气（一种无碳燃料）。半导体的能量输出由其光电压给出。

现在，来自加州大学戴维斯分校和德国马丁路德大学的研究人员开发出了一种定量测量这种光电压的新技术。测量光电压对于找到利用阳光和水制造燃料的最佳条件至关重要。

研究结果发表在《能源与环境科学》杂志上。

研究人员可以使用连接电池和测量设备的电线轻松测量太阳能电池的电能输出。然而，在与水接触的太阳能燃料电极中很难测量这种能量输出。这是因为纯水不导电，阻碍了研究人员观察光电压。

在这里，该团队展示了这种太阳能燃料电极的光电压可以通过非接触方式测量。他们通过使用所谓的金黄色开尔文探针来实现这一点，该探针悬停在发光设备上并通过空间获取信息。

在这项研究中，科学家对钒酸铋（一种用于水氧化的半导体）和硒化铜镓（一种用于从水中产生氢气的半导体）进行了非接触式光电压测量。他们用水溶液和玻璃显微镜载玻片覆盖半导体，并将载玻片放置在开尔文探针下方。

研究人员发现，光电压不仅取决于半导体，还取决于光的颜色（光子能量）、光强度以及水溶液的化学性质。这些信息使科学家能够确定将太阳能直接转化为氢气和其他燃料的最佳条件。

审核编辑 黄宇