新型光解水纳米薄膜生长相关物理问题研究

光电化学分解水制氢气是目前清洁能源利用的核心领域之一。该领域当前面临的瓶颈问题之一是太阳能的转化效率低，远远达不到实用化的要求。而太阳能转化效率低是由于材料的自由比表面积小、吸收的光子的转化和利用效率低。此外传统方法制备半导体薄膜，材料的利用率低、稳定性差、生产成本高。在本项目中我们提出全新的控制生长策略，可用于制备具有高结晶度、低缺陷密度、大比表面积、优异的可见光响应的取向生长的准一维半导体材料薄膜。通过对准一维纳米材料表面修饰及适当的离子掺杂，即可以有效解决以上所述的瓶颈问题。通过理论模拟及实验优化，预期可以得到低成本的、高光电转化效率的新型半导体薄膜材料。该项目的成功实施必然对解决目前全球面临的严峻的能源和环境问题起到促进作用，具有重大的科学意义和实际应用价值。