光捕获材料生产工艺改进后性能大幅提高

　　科技日报北京4月25日电 (记者张佳欣)据最新一期《自然》杂志报道@*，英国剑桥大学领导的研究团队找到一种方法**@%#，只需简单调整光捕获材料的生产工艺**#，就能使材料性能大幅提高%#%*%。

　　科学家一直在开发低成本的光捕获半导体#@**%，这种材料利用太阳能为设备提供动力*#*#，将水转化为清洁的氢燃料#@%*。目前有一种氧化铜半导体材料@@@*，价格便宜、储量丰富且无毒#*%，但其性能远不及占据半导体市场主导地位的硅材料@%*。

　　为使氧化铜比现有光伏材料更具竞争力#*，研究人员需要对其进行优化@#%，使其受到阳光照射后能更有效地产生移动电荷#%%@。一种潜在方法是利用单晶薄膜%#%%，这种薄膜具有高度有序的晶体结构%%@。然而@@@%，制作这些薄膜通常复杂且耗时*@%%。

　　研究人员发现%@@@@，通过以特定方向生长氧化铜晶体@*@##，使电荷以体对角线穿过晶体%%，电荷移动得更快更远@@%，就能大幅提高材料性能@@#。

　　研究人员利用薄膜沉积技术%%，在常压室温下生长出高质量氧化铜薄膜#%**%。通过精确控制腔内的生长和流速%%@@%，可以将晶体“转移”到特定方向%#。这些晶体基本上是立方体**。当电子以体对角线穿过立方体@*@%*，而不是沿着立方体的面或边缘移动时*#%，材料性能会大幅跃升#@*%%。电子移动得越远@#@，性能就越好%%#%#。

　　研究人员利用高时间分辨率光谱技术%@，观察了晶体方向如何影响电荷在材料中的移动效率*%%#*。实验显示***，基于这种技术制造的氧化铜光收集器或光电阴极*@#@%，与现有最先进的氧化物光电阴极相比###，性能提高了70%%@%%%，同时稳定性也大大提高%#。

　　研究人员表示%#*，对低成本半导体材料进行一些小调整#%@，有望推动从化石燃料向清洁可持续燃料的大转变#@%#%。