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我院博士生刘桂菊在太阳能新能源领域取得重要进展
2019-08-08 12:09   审核人:

近日,我院刘桂菊博士生在太阳能新能源领域取得重要进展,相关成果以“Integration of photoelectrochemical devices and luminescent solar concentrators based on giant quantum dots for highly stable hydrogen generation”为题发表在国际著名期刊Journal of Materials Chemistry A上(2019,7, 18529-18537),该期刊SCI影响因子为10.733。该论文通讯作者为赵海光教授和王乙潜教授,我院为第一作者单位。

作为一种清洁可再生能源,太阳能受到越来越多的关注。太阳每小时为地球所供给的能量可以满足全人类社会一年的能量需求。太阳能新能源器件的制备和使用已经成为解决我国能源短缺和环境污染问题的有效途径之一。前期博士生刘桂菊利用量子点作为发光材料,通过调控量子点及器件结构,制备了高效稳定的太阳能荧光聚光器(Nano Energy, 2019, 60, 119-126; Journal of Materials Chemistry C, 2018, 6, 10059-10066);利用核壳结构量子点作为光吸收剂用于光电化学电池,实现了高效率的光水解制备氢气(International Journal of Hydrogen Energy, 2018, 43 (49), 22064-22074)。

利用半导体量子点材料制备太阳能新能源器件,用于光电催化分解水制氢可将太阳能转换成洁净的氢能,极具研究价值。效率、稳定性及成本是决定器件实际应用前景的重要因素。考虑到紫外光会导致量子点氧化进而降低器件的稳定性,创新性地设计了一种太阳能荧光聚光器-光电化学电池复合的器件,利用荧光聚光器将太阳光转化为荧光辐射到光阳极表面用于光电催化分解水产氢。与单一结构光电化学电池相比,该复合结构能有效降低紫外光对光阳极材料的破坏,大大提高了器件的稳定性。通过提高聚光器的外光转换效率并缩短聚光器与光阳极的距离,增加辐照到光阳极的光功率密度,从而提高器件的产氢效率。并且该复合结构可以降低昂贵的光阳极材料的使用量,从而降低光水解产氢成本。该工作为耦合太阳能荧光聚光器、太阳能电池与光电化学电池制备氢气提供了依据,对于实现能源自给一体化光电化学分解水制备氢气具有重要的指导意义。

 

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