2013年4月24日
“在设计下一代太阳能转换系统时，我们必须首先开发更有效地利用太阳光谱的方法，”莱恩·马丁解释道，他在伊利诺伊大学香槟分校的研究小组已经做到了这一点。
相关电子“金属”SrRuO3表现出强烈的可见轻微吸收。在这里的AM1.5G太阳光谱上，可以看到SrRuO3吸收的光是TiO2的75倍以上。TiO2和SrRuO3的结构、化学和电子兼容性进一步使异质结的制备具有激动的光伏和光催化响应，由热载流子注入驱动。资料来源:莱恩·马丁，伊利诺伊大学
“这是处理这些问题的一种全新的方式，”伊利诺伊大学材料科学与工程(MatSE)助理教授马丁说。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球“从这些材料，我们可以想欧洲杯足球竞彩象碳中和能源生产清洁燃烧的燃料，废水净化和修复，以及更多。”
马丁的研究小组汇集了凝聚态物理、半导体设备工程、以及光化学，开发一种基于TiO2(二氧化钛)和其他“金属”氧化物的新型高性能太阳能光催化剂，极大地增强可见光吸收，促进更有效地利用太阳能光谱用于能源应用。他们的论文《TiO2/SrRuO3异质结构中的强可见光吸收和热载流子注入》发表在《先进能源材料》杂志上。欧洲杯足球竞彩
根据Martin的说法，限制氧化物基光伏和/或光催化系统性能的主要特征传统上是这些通常很宽的带隙材料对可见光的吸收较差。欧洲杯足球竞彩锐钛矿型二氧化钛是此类应用的一种候选氧化物材料，由于其化学稳定性、无毒、低成本和对多个氧化还原反应的良好能带排列，可以说是最广泛研究的光催化剂。然而，作为染料敏化太阳能电池的支柱，吸光染料的存在造成了很大的带隙，限制了除紫外线部分以外的所有阳光的有效利用。
该论文的第一作者Sungki Lee说:“我们观察到，SrRuO3不寻常的电子结构也导致了意想不到的光学特性，包括与传统金属相比，在可见光谱上的高吸收和低反射。”“通过将这种材料与TiO2结合，我们证明了增强的可见光吸收和光催化活性。”
“SrRuO3是一种相关电子氧化物，已知其电阻率和巡回铁磁性具有类似金属的温度依赖性，并广泛用作氧化物异质结构中的导电电极，”Lee补充说。
然而，将这种材料称为“金属”可能是不合适的，因为它的电子结构和性质是由复杂的电子态密度、电子相关性等组合而来的。
通过一种叫做光激发热载子注入的过程，从SrRuO3到TiO2，研究人员创造了新的异质结构，其新颖的光学性质和由此产生的高光电化学性能提供了一个有趣的新方法，可以推进光催化领域，并进一步拓宽其他金属氧化物的潜在应用。
这项工作为设计可见光光敏材料的挑战提供了令人兴奋的新方法，并已申请了临时专利。欧洲杯足球竞彩这项工作主要是由正在进行的国际碳中性能源研究所(I2CNER)项目支持的，该项目是日本九州大学和伊利诺伊大学之间的合作伙伴关系。
“I2CNER项目汇集了来自全球的一些领先的能源研究人员，”I2CNER主任Petros Sofronis解释说，他也是伊利诺伊州机械科学与工程系的教授。欧洲杯线上买球马丁博士的研究小组和其他人的结果表明，I2CNER不仅仅是一个国际合作的实验。这是一项协调一致的制度化努力，旨在追求绿色创新和减少二氧化碳排放，以及推进基础科学和开发基于科学的技术解决方案，以重组可持续和环境友好型社会。”欧洲杯线上买球
来源:http://engineering.illinois.edu/