ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные проблемы фотоэлектролиза из "Фотоэлектрохимическое преобразование солнечной энергии" Рассмотрим последовательно, как возникают энергетические потери и как их можно избежать. [c.61] Сумма всех потерь приближается к 1 эВ. Отсюда следует, что ширина запрещенной зоны должна на это значение превосходить AG, т. е. составлять около 2,2 эВ. [c.61] первая трудность на пути реализации солнечного фотоэлектролиза воды вызвана недостаточной энергией основной массы квантов солнечного света для проведения этой реакции, имеющей относительно высокую энергию Гиббса. Чтобы обойти эту трудность. [c.62] Все эти пути будут последовательно рассмотрены в этой и следующей главах. [c.63] Подчеркнем, что фех1-это фактическая разность потенциалов между освещаемым фотоэлектродом и противоэлектродом при протекании через ячейку фототока . Из уравнения (3.3) следует, что при фе АС/е к. п. д. становится отрицательным. Физически это означает, что запасания световой энергии в ходе фотоэлектролиза не происходит, а тратится она, как и при фотокатализе (см. разд. 2.3), на преодоление кинетических затруднений реак1щи. [c.64] Хотя уравнение (3.4).формально больше соответствует определению к. п. д., данному в разд. 2.4 [ср. уравнение (2.11)], применять его не рекомендуется, так как результат не дает правильного представления о количестве запасенной в результате фотоэлектролиза энергии. В частности, к. п. д. остается положительной величиной и при ф AG/e. [c.64] Из сказанного вытекает, что при использовании приводимых в литературе значений к. п. д. элементов для фотостимулированного электролиза необходимо точно знать, каким способом они были вычислены. [c.65] Из рассмотренной в разд. 3.1 физической картины фотоэлектрохимического процесса вытекает, что величина фотопотенциала фр(,, определяющего электрическую мощность, не превышает скачка потенциала в области пространственного заряда, Ф . В то же время максимальное изменение квазиуровня Ферми неосновных носителей, f — Fp, которое ограничивает предельное достижимое изменение энергии Гиббса электрохимической реакции АС, может быть намного больше, а именно, близко к ширине запрещенной зоны полупроводника. Поэтому, если в ходе фотоэлектролиза получается продукт с большим энергосодержанием (АС велико), вьп-однее использовать элемент в режиме короткого замыкания. В обратном случае электрическая энергия может дать заметную добавку к к. п. д. элемента, как схематически показано на рис. 32. [c.65] Напряжение и фототок (рис. 33, а) регулировали подбором нагрузочного сопротивления во внешней цепи. Для реакции (3.8) изменение знергии Гиббса невелико АСд = 0,14 эВ, и потому использование электрической энергии позволяет заметно повысить к. п. д. фотоэлектрохимического элемента (рис. 33,6). [c.66] Эти способы подробно будут обсуждены ниже. [c.66] Вернуться к основной статье