ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ГРАНИЦА РАЗДЕЛА ПОЛУПРОВОДНИКЭЛЕКТРОЛИТ И ФОТОЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ НА НЕЙ из "Фотоэлектрохимическое преобразование солнечной энергии" Всякий фотохимический процесс начинается со стадии поглощения кванта света, в результате которого возникают первичные, обычно короткоживущие, возбужденные состояния, запасающие энергию поглощенного кванта. Дальнейшая судьба их может сложиться двояко а) при рекомбинации возбужденных состояний запасенная в них энергия превращается в тепло б) возможна передача запасенной энергии другим компонентам системы. В ходе этого процесса часть первоначально запасенной энергии бесполезно расходуется, но все же конечные (стабильные) продукты сохраняют часть энергии кванта света, поглощенного на первой стадии. Именно такая схема лежит в основе процессов фотохимического преобразования световой энергии. [c.13] Для того чтобы сделать путь (б) более роятным, чем путь (а), используют быстрые необратимые превращения возбужденных частиц, такие, как, например, внутренняя перестройка возбужденной молекулы (фотоизомеризация) или электронные переходы между возбужденной частицей и ее окружением. Но одной лишь большой скорости такого превращения для достижения поставленной цели недостаточно оно должно быть необратимым и, по возможности, специфичным. В гомогенной системе выполнение этих требований наталкивается на значительные трудности, поэтому в последние годы при исследованиях фотохимического превращения энергии все чаще обращаются к асимметричным-гетерогенным-системам, вводя в реакционную схему границы раздела фаз различного рода (например, мембраны, микрочастицы катализаторов, везикулы и др.), в том числе и электрохимические . [c.13] В преобразователях, составленных целиком из проводников 1-го рода (полупроводники с электронной проводимостью, металлы), происходит преобразование энергии света только в электрическую энергию, причем долгоживущими продутстами на выходе преобразователя являются электроны во внешней цепи, поступающие в нее под определенным электрическим потенциалом. В системах, включающих проводники как 1-го рода (металлы, полупроводники), так и 2-го рода (растворы электролитов, твердые электролиты), прохождение тока неизбежно связано с изменением валентного состояния веществ на границах между фазами с различным характером проводимости, т.е. оно вызывает электрохимические реакции. Здесь возможно преобразование энергии света и в химическую энергию. [c.14] Следовательно, фотоэлектрохимические преобразователи в принципе могут оказаться значительно дешевле, чем традиционные твердофазные, что особенно важно в связи с низкой плотностью мощности соднечного облучения и вследствие этого, необходимостью покрывать солнечными преобразователями большие пространства. Перспективы фотоэлектрохимического способа преобразования солнечной энергии в первую очередь определяются тем, насколько полно удается на практике использовать это его потенциальное преимущество. [c.15] Кроме того, фотоэлектрохимический способ представляет известное удобство в том отношении, что одна из его разновидностей-фотоэлектролиз-позволяет превратить энергию света непосредственно в химическую энергию продуктов фотоэлектрохимической реакции и таким образом наряду с собственно преобразованием энергии решить и вопрос ее запасания. Необходимость аккумулирования энергии с очевидностью вытекает из того факта, что мощность солнечного облучения на поверхности Земли сильно зависит от времени суток, погоды и пр., причем максимум потребления энергии не приходится на самое светлое время. [c.15] Полупроводник в качестве материала электрохимической ячейки имеет следующие основные особенности а) низкую концентрацию свободных носителей, вследствие чего внешнее электрическое поле глубоко проникает в электродную фазу, образуя в приконтактной области слой пространственного заряда б) наличие двух видов свободных носителей-электронов и положительных дырок,-причем и те и другие могут вступать в электродные реакции. [c.16] Вернуться к основной статье