Une des formes les plus prometteurs de la photosynthèse artificielle consiste à utiliser l'énergie solaire pour décomposer l'eau liquide pour produire de l'oxygène et de l'hydrogène gazeux, qui peut être stocké et utilisé comme carburant propre. Et l'un des matériaux semi-conducteurs les plus prometteuses pour une telle tâche est phosphure de gallium (GaP), qui peut convertir la lumière solaire en une charge électrique et de l'eau aussi diviser. Malheureusement, le matériel est cher, mais les chercheurs ont maintenant utilisé une forme traitée de phosphure de gallium pour créer une pile à combustible solaire prototype qui nécessite non seulement 10.000 fois moins de la matière précieuse, mais renforce également le rendement en hydrogène par un facteur de 10.

Bien que l'efficacité de conversion de l'ordre de 15 pour cent ont été atteints par la connexion d'une cellule solaire en silicium existante à une batterie pour séparer l'eau par électrolyse, ceci est une option coûteuse. GaP offre le potentiel d'un tout en un "cellule solaire de carburant» et chercheurs de l'Université de technologie d'Eindhoven (TU / e) et la Fondation FOM ont maintenant démontré comment nanofils en GaP sont efficaces pour photoélectrochimique (PEC) de conversion de l'énergie solaire attiser. Bien que pas aussi efficace que les cellules de silicium branchés à une batterie, ces tests avec des nanofils GaP atteints d'un coup de fouet immédiat à rendement en hydrogène à 2,9 pour cent, ce qui était une amélioration d'un facteur 10 par rapport aux cellules solaires utilisant GAP comme une grande surface plane .

Des mesures sont prises pour faire croître les nanofils dans idéalement structuré, ordonné tableaux mesurant 500 nanomètres de long et 90 nanomètres d'épaisseur. Cette géométrie optimisée de croissance augmente l'aire de surface pour l'absorption de lumière dans toutes les longueurs d'onde, tout en diminuant la perte de lumière due à la réflexion. L'avantage de l'utilisation de tableaux GaP de nanofils est que le coût est une fraction de ce qu'est un film semi-conducteur comparable serait en raison de la réduction considérable de la quantité de la matière de jeu nécessaire. En plus de cela, ces réseaux de nanofils peuvent être transférés à un polymère flexible afin de créer des dispositifs flexibles avec des matériaux minimal.

"Pour les nanofils nous fallait dix mille [fois] matériau d'entrefer moins précieux que dans les cellules avec une surface plane," déclare le chef de la recherche et de la TU / e professeur Erik Bakkers. . "Cela rend ces types de cellules potentiellement beaucoup moins cher En outre, l'écart est aussi capable d'extraire l'oxygène de l'eau -. Si vous avez alors fait une pile à combustible dans laquelle vous pouvez stocker temporairement votre énergie solaire En bref, pour une combustibles solaires avenir nous ne pouvons ignorer le phosphure de gallium plus longtemps ".

Les chercheurs reconnaissent qu'il ya place à l'amélioration, en indiquant que les taux de rendement plus élevés peuvent être atteints par étudier plus avant les effets de l'introduction d'un profil de dopage et un champ électrique.

Les recherches de l'équipe apparaît dans le journal Nature Communications.