轉(zhuǎn)化太陽能,，使變成有用的形態(tài),，這是一種真正的挑戰(zhàn)。一種方法是使用半導(dǎo)體,，把能量存儲(chǔ)為氫,。不幸的是，最有效的半導(dǎo)體并不是最穩(wěn)定的,。瑞士洛桑巴黎邦理高等聯(lián)工學(xué)院（Ecole Polytechnique Federale de Lausanne）的一個(gè)團(tuán)隊(duì)剛剛發(fā)現(xiàn),，有可能保護(hù)這種半導(dǎo)體，只要采用一種統(tǒng)一的薄層,，這種薄層厚度只有幾納米,。

　　這一發(fā)現(xiàn)有可能改進(jìn)光電化學(xué)電池。以同樣的方式,，植物利用光合作用把陽光轉(zhuǎn)化成能量,，這些電池利用陽光來驅(qū)動(dòng)化學(xué)反應(yīng)，最終產(chǎn)生的氫氣是來自水,。這一過程涉及到使用感光半導(dǎo)電材料如氧化亞銅（cuprous oxide）,，用以提供電流，因?yàn)樾枰@樣來促進(jìn)反應(yīng),。雖然不貴,，但這種氧化物是不穩(wěn)定的，如果在水中暴露于光線時(shí)就是這樣,。這項(xiàng)研究的開發(fā)者是阿德里安娜•啪啦奇諾（Adriana Paracchino）和以利亞•西姆森（Elijah Thimsen）,，發(fā)表在2011年5月8日的雜志《自然•材料》上，研究表明,，這一問題可以解決,，只需覆蓋半導(dǎo)體，蓋上原子薄膜,，這要使用原子層沉積（ALD：atomic layer deposition）技術(shù),。

　　主管是邁克爾•格洛采兒（Michael Grätzel）教授，他們是在洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院光子學(xué)與接口實(shí)驗(yàn)室（Laboratory of Photonics and Interfaces）進(jìn)行的,，這兩位科學(xué)家取得了這樣顯著的成就,，結(jié)合使用的技術(shù)都是屬于產(chǎn)業(yè)規(guī)模的，然后把它們應(yīng)用到制氫問題,。采用他們的工藝，氧化亞銅可以簡(jiǎn)單而有效的受到保護(hù),，不會(huì)接觸水,，這就有可能用它作為一種半導(dǎo)體,。優(yōu)勢(shì)很多：氧化亞銅可以大量獲取，很便宜,；保護(hù)層完全不透水,，盡管有粗糙的表面；這個(gè)工藝很容易升級(jí)到工業(yè)制備,。

　　一項(xiàng)很有前途的技術(shù)
　
　　該研究小組開發(fā)這一技術(shù)時(shí),，做法是“培育”層狀氧化鋅和氧化鈦，每次都是一個(gè)原子厚,，是在氧化亞銅表面進(jìn)行,。利用原子層沉積技術(shù)，他們能夠控制保護(hù)層厚度,，精確到單個(gè)原子,，在整個(gè)表面都是這樣。這種精度保證了穩(wěn)定的半導(dǎo)體,，同時(shí)保留了全部產(chǎn)氫效率,。下一步研究將改進(jìn)保護(hù)層的電學(xué)特性。

　　使用可廣泛獲得的材料和技術(shù),，可以輕松地?cái)U(kuò)大規(guī)模,，這就帶來了“綠色”光電化學(xué)生產(chǎn)的氫，更接近產(chǎn)業(yè)興趣,。

　　這種清潔高效的方式可以解決供應(yīng)有限化的石燃料和溫室效應(yīng),，生產(chǎn)氫燃料時(shí)采用陽光和水，這需要一種半導(dǎo)體和水相結(jié)合的光電化學(xué)電池,，這樣能源收集和水的電解都結(jié)合到一個(gè)單一的半導(dǎo)體電極上,。我們展示了一種高活性光電陰極，用于太陽能制氫,，其中包含的電鍍氧化亞銅需要保護(hù),，以防止光電陰極分解，在水中,，采用的納米層是鋁摻雜的氧化鋅和鈦氧化物,，激活之后用于氫的演變需要電鍍鈀納米粒子。不同的表面保護(hù)元件的作用都進(jìn)行了研究,，最好的情況下,，顯示的電極光電流達(dá)-7.6微安cm2，電勢(shì)是0伏,，相對(duì)的是可逆氫電極,，具有溫和的pH值。這些電極測(cè)試1小時(shí)后仍然活躍，氧化亞銅被發(fā)現(xiàn)是穩(wěn)定的,，在水還原反應(yīng)中就是這樣,，法拉第效率（Faradaic efficiency）估計(jì)是接近100％。