导读 剑桥大学的研究人员发现了一种显着提高氧化铜半导体性能的方法，该半导体正在开发作为硅的低成本、可持续替代品，用于利用太阳能产生清洁氢...
剑桥大学的研究人员发现了一种显着提高氧化铜半导体性能的方法，该半导体正在开发作为硅的低成本、可持续替代品，用于利用太阳能产生清洁氢燃料。通过以特定方向生长氧化铜晶体，允许电荷沿对角线移动穿过晶体，研究人员的性能比现有最先进的氧化物光电阴极提高了70%。
领导这项研究的萨姆·斯特兰克斯教授说：“这些材料的对角线方向有些神奇。我们需要开展进一步的工作来充分理解原因并进一步优化，但到目前为止，它已经带来了性能的巨大飞跃。”
克服氧化铜半导体的挑战
氧化铜(I)或氧化亚铜被认为是硅的潜在替代品，因为它能有效捕获阳光并将其转化为电荷。然而，大部分电荷经常丢失，限制了材料的性能。研究人员发现，通过精确控制薄膜沉积过程中的生长和流速，他们可以将晶体转变为特定的方向，使电子进一步移动一个数量级，从而获得更好的性能。
“这些晶体基本上是立方体，我们发现当电子以体对角线穿过立方体时，而不是沿着立方体的面或边缘移动，它们会进一步移动一个数量级，”联合研究人员林峰潘博士说。该研究的第一作者。
研究人员认为，这种材料和相关材料家族可以在从化石燃料向清洁、可持续燃料的过渡中发挥至关重要的作用。尽管还需要进行更多的研究和开发，但研究结果显示了对低成本材料进行微调以推动向更可持续的未来过渡的前景。
该研究由剑桥大学、洛桑联邦理工学院、南开大学和乌普萨拉大学合作完成，并得到了欧洲研究委员会、瑞士国家科学基金会和工程与物理科学研究委员会(EPSRC)的支持，英国研究与创新(UKRI)的一部分。