Einkristalline Halbleiter mit kleinen Bandlücken für die solare Wasserspaltung

Abstract

AbstractDie Wasserspaltung mittels Sonnenenergie bietet einen sauberen und erneuerbaren Ansatz für die Produktion von Wasserstoff. Einkristalline Halbleiter mit kleinen Bandlücken und geringer Ladungsträgerrekombination, wie Si und InP, erweisen sich als sehr gut geeignet, die Halbreaktionen der Wasserspaltung – die Wasserstoff‐ (HER) und Sauerstoffentwicklung (OER) – unter Einwirkung von sichtbarem Licht zu fördern. Durch die Verwendung dieser Halbleiter als Photoelektroden konnte in jüngster Zeit eine Reihe von Problemen im Zusammenhang mit Photokorrosion, langsamen Reaktionskinetiken, niedrigen Photospannungen und ungünstigen planaren Substratoberflächen gelöst werden. Dieser Kurzaufsatz fasst den aktuellen Stand der Forschungen zusammen, mit Schwerpunkt auf Oberflächenmodifizierungsstrategien, wie z. B. Oberflächenschützung, Beladung mit Kokatalysatoren, Abstimmung der Oberflächenenergetiken und Oberflächentexturierung.