新型无铅双钙钛矿是一种有潜力的太阳能裂解光催化剂

新型无铅双钙钛矿是一种有潜力的太阳能裂解光催化剂。

太阳能是清洁和丰富的。但当太阳不发光时，你必须将能量储存在电池中，或者通过一种叫做光催化的过程——在这个过程中，太阳能被用来制造燃料。在光催化水分解中，阳光将水分解成氢和氧。然后氢和氧可以在燃料电池中重组以释放能量。

现在，根据AIP出版社在《应用物理快报》上发表的一篇新论文，一种新型材料——卤化物双钙钛矿——可能具有分裂水的正确性质。

论文的作者之一Feliciano Giustino说:“如果我们能找到一种可以用作水分解光催化剂的材料，那将是一个巨大的突破。”

研究人员以前曾试验过许多光催化材料，如二氧化钛(TiO2)。虽然TiO2可以利用太阳光来分解水，但它的效率很低，因为它不能很好地吸收可见光。到目前为止，还没有用于一般水分离的光催化材料商业化。

牛津大学的George Volonakis和Giustino用超级计算机计算出了四个卤化物双钙钛矿的量子能态，他们发现Cs2BiAgCl6和Cs2BiAgBr6比TiO2更好地吸收可见光，是很有前途的光催化材料。它们还会产生电子和空穴(没有电子的正电荷)，它们有足够的能量(或接近理想的能量)将水分解成氢和氧。

Giustino说，几乎没有其他材料同时具备所有这些特性。“我们不能说这肯定有效，但这些化合物似乎具有所有正确的性质。”

Giustino和他的团队最初是在寻找制造太阳能电池的材料时发现了这种钙钛矿。在过去的几年里，钙钛矿已经成为提高硅基太阳能电池效率的材料，通过串联设计将钙钛矿直接集成到高效硅电池上，但是它们含有少量的铅。如果它们被用于太阳能农场的能量收集，铅可能会造成潜在的环境危害。

在2016年，通过计算机模拟来识别替代材料，研究人员发现了一种新型无铅钙钛矿，它具有高效太阳能电池的潜力。目前的研究表明，这些新材料也可以分解水。Volonakis说:“这些新型的双钙钛矿不仅有望成为串联太阳能电池的补充材料，而且在光催化等领域也很有前景。”

尽管如此，新的分析是理论上的，假设化合物形成完美的晶体。作者说，下一步是让实验人员看看这些材料在现实世界中的效果是否和预测的一样好。与此同时，研究人员正在使用他们的计算技术来探索这些双钙钛矿是否具有其他应用如光探测器的特性。