生产具有高电子氧化物薄膜具有较高的电子质量以进行太阳能分解并不是一件容易的事。尤其是因为上部金属氧化物薄膜的质量改进需要在高温下进行热处理，这将融化底层玻璃基板。现在，HZB-Institute太阳能燃料的团队解决了这一难题：高强度和快速的光脉冲直接加热了半导体的金属氧化物薄膜，从而可以达到最佳的加热条件，而不会损害底物。

太阳能可以直接驱动光电子表面的电化学反应。光电子由透明的导电玻璃基板上的半导体薄膜组成，这些薄膜将光转换为电。大多数光电化学研究都集中在水分裂上，这是一种热力学上坡反应，可以通过产生“绿色”氢为长期捕获和储存太阳能提供有吸引力的途径。

对于这些不同的功能，金属氧化薄膜光电极特别有趣。它们包含丰富的元素，潜在地提供无限的可调性来实现所需的特性 - 以潜在的低成本。

由血浆制成

在HZB太阳能燃料研究所，几个团队专注于开发此类光电子。产生它们的通常方法是脉冲激光沉积：强烈的激光脉冲击中包含材料的靶标，并将其灭入沉积在基板上的高能等离子体中。

质量需要热量

需要进一步的步骤来提高沉积薄膜的质量。特别是金属氧化物薄膜的热处理可减少缺陷和缺陷。然而，这会造成困境：减少原子缺陷浓度和金属氧化物薄膜的结晶顺序的改善将需要在850至1000摄氏度之间的热加工温度 - 但玻璃基板融化已经在550摄氏度下。

闪烁的薄膜

HZB太阳能燃料研究所的Ronen Gottesman博士现在解决了这个问题：在沉积后，使用高功率灯，他将金属氧化物薄膜闪烁。这样可以将其加热到850摄氏度，而不会熔化下面的玻璃基板。

“热量有效地减少了结构缺陷，陷阱状态，晶界和相杂质，通过金属氧化物中越来越多的元素减轻量将变得更具挑战性。因此，新的创新合成方法至关重要。我们现在已经证明了新的创新合成方法。这是由TA2O5，TIO2和WO3制成的光电子上的，我们将其加热到850°C而不会损坏底物，” Gottesman说。

α-SNWO4的记录性能

新方法也通过光电子材料成功地被认为是太阳能分裂的好候选者：α-SNWO4。常规的炉加热叶子后面的杂质。快速热加工（RTP）加热改善了结晶度，电子特性和性能，导致该材料的新记录性能为1 mA/cm2，高出25％，高于先前的记录。

Gottesman解释说：“这对于生产量子点或卤化物钙钛矿也很有趣，这也对温度敏感。”

参考：Gottesman R，Peracchi I，Gerke JL，Irani R，Abdi FF，Van de KrolR。在新兴的光吸光材料上发出热灯：快速辐射加热在开发氧化氧化物薄膜光光电动剂中的功能。ACS Energy Lett。2022; 7（1）：514-522。doi：10.1021/acsenergylett.1C02220

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