electrolyte, but instead of generat

electrolyte, but instead of generating an electric current, water is
split to form hydrogen and oxygen (Fig. 9) [5,159,165,186].
The process can be summarized for a photoanode-based system
as follows: (1) a photon with greater energy than the bandgap
strikes the anode creating an electron–hole pair. (2) The holes
decompose water at the anode’s front surface to form hydrogen
ions and gaseous oxygen, while the electrons flow through the
back of the anode which is electrically connected to the
cathode. (3) The hydrogen ions pass through the electrolyte
and react with the electrons at the cathode to form hydrogen
gas [5,159,165,186]. (4) The oxygen and hydrogen gasses are
separated, for example by the use of a semi-permeable membrane,
for processing and storage.
Various materials have been investigated for use in photoelectrodes
such as thin-film WO3, Fe2O3 and TiO2, as well as n-
GaAs, n-GaN, CdS, and ZnS for the photoanode; and CIGS/Pt, p-InP/
Pt, and p-SiC/Pt for the photocathodes [180,187–189]. The
materials for the photoelectrodes and the semiconductor substrate
determine the performance of the system. The hydrogen
production efficiency is generally limited by imperfections in the
crystalline structure, bulk and surface properties of the photoelectrodes,
the material’s resistance to corrosion from the
aqueous electrolytes, and the ability to drive the water decomposition
reactions [5,159,165,186]. In order to maximize the
efficiency of this process, the energetics of the electrochemical
reaction must be harmonized with the solar radiation spectrum,
which is a non-trivial problem. A mismatch of the solar radiation
and materials can produce photo-generated holes that can cause
surface oxidations leading to either a blocking layer on the
semiconductor surface or corrosion of the electrode via dissolution
[5,159,165,186].
Current photoelectrodes used in PEC that are stable in
aqueous solutions have a low efficiency for using photons to
split water to produce hydrogen. The target efficiency is >16%
solar energy to hydrogen. This encompasses three materialsystem
characteristics necessary for efficient conversion: (i) the
band gap should fall in the range sufficient to achieve the
energetics for electrolysis and yet allow maximum absorption of
the solar spectrum. This is 1.6–2.0 eV for single photoelectrode
cells, and 1.6–2.0 eV/0.8–1.2 eV for top/bottom cells in stacked
tandem configurations; (ii) have a high quantum yield (>80%)
across its absorption band to reach the efficiency necessary for a
viable device; (iii) straddle the redox potentials of the H2 and O2
half reactions with its conduction and valence band edges,
respectively. The efficiency is directly related to the semiconductor
band gap (Eg), i.e., the energy difference between bottom
of the conduction band and the top of the valence band, as well
as the band edge alignments, since the material or device must

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

อิเล็กโทร แต่แทนที่จะสร้างกระแสการไฟฟ้า น้ำ
แยกไฮโดรเจนและออกซิเจน (Fig. 9) [5,159,165,186] ได้
สามารถสรุปกระบวนการในระบบที่อ้างอิง photoanode
ดังนี้: (1) โฟตอน มีพลังงานมากขึ้นกว่า bandgap
นัดแอโนดที่สร้างมีคู่อิเล็กตรอนหลุมได้ (2) หลุม
เปื่อยน้ำที่ผิวหน้าของขั้วบวกกับฟอร์มไฮโดรเจน
ประจุและออกซิเจนเป็นต้น ในขณะที่อิเล็กตรอนไหลผ่าน
หลังแอโนดซึ่งเชื่อมต่อกับไฟฟ้า
แคโทด (3)ประจุไฮโดรเจนผ่านอิเล็กโทรไล
และทำปฏิกิริยากับอิเล็กตรอนที่แคโทดกับไฮโดรเจนแบบฟอร์ม
แก๊ส [5,159,165,186] (4 gasses ออกซิเจนและไฮโดรเจน)มี
ยอ ตัวอย่างการใช้เมมเบรนกึ่ง permeable,
สำหรับประมวลผลและจัดเก็บ
มีการตรวจสอบวัสดุต่าง ๆ สำหรับใช้ใน photoelectrodes
เช่นฟิล์มบาง WO3, Fe2O3 และ TiO2 ตลอดจน n-
GaAs, n-กัน ซีดี และ ZnS สำหรับ photoanode และ CIGS/Pt, p InP /
Pt และ p-ซิลิ ก้อน/Pt สำหรับ photocathodes [180,187-189] ใน
วัสดุสำหรับการ photoelectrodes และพื้นผิวของสารกึ่งตัวนำ
กำหนดประสิทธิภาพของระบบ ไฮโดรเจน
ประสิทธิภาพการผลิตโดยทั่วไปถูกจำกัด โดยความไม่สมบูรณ์ในการ
โครงสร้างผลึก จำนวนมาก และคุณสมบัติพื้นผิวของ photoelectrodes,
ของวัสดุต้านทานการกัดกร่อนจาก
อควีไลต์ และความสามารถในการขับรถการเน่าน้ำ
ปฏิกิริยา [5,159,165,186] เพื่อขยายการ
ประสิทธิภาพของกระบวนการนี้ พลังของการไฟฟ้า
ต้อง harmonized ปฏิกิริยากับสเปกตรัมรังสีแสงอาทิตย์,
ซึ่งเป็นปัญหาเล็กน้อยไม่ ตรงกันของรังสีแสงอาทิตย์
และวัสดุที่สามารถสร้างภาพหลุมที่ทำให้
oxidations นำชั้นบล็อกอย่างใดอย่างหนึ่งบนพื้นผิว
ผิวสารกึ่งตัวนำหรือกัดกร่อนของอิเล็กโทรดผ่านยุบ
[5,159,165,186] .
photoelectrodes ปัจจุบันใช้ใน PEC ที่มั่นคงใน
โซลูชั่นอควีมีประสิทธิภาพต่ำในการใช้ photons การ
แยกน้ำเพื่อผลิตไฮโดรเจน มีประสิทธิภาพเป้าหมาย > 16%
พลังงานแสงอาทิตย์พลังงานไฮโดรเจน นี้ครอบคลุมสาม materialsystem
ลักษณะที่จำเป็นสำหรับการแปลงที่มีประสิทธิภาพ: (i)
วงช่องว่างควรอยู่ในช่วงเพียงพอเพื่อให้บรรลุการ
พลังการ electrolysis และยัง ช่วยให้การดูดซึมสูงสุด
สเปกตรัมแสงอาทิตย์ เป็น 1.6-2.0 eV สำหรับ photoelectrode เดียว
เซลล์ และ eV/0.8–1.2 1.6-2.0 eV สำหรับเซลล์ด้านในซ้อน
ค่าตัวตามกันไป (ii) มีอัตราผลตอบแทนสูงควอนตัม (> 80%)
ข้ามวงดนตรีถึงประสิทธิภาพที่จำเป็นสำหรับการดูดซึมของตัว
อุปกรณ์ทำงานได้ (iii) คร่อมศักยภาพ redox ของ H2 และ O2
ปฏิกิริยาครึ่งนำและขอบในวงเวเลนซ์,
ตามลำดับ ประสิทธิภาพเกี่ยวข้องโดยตรงกับสารกึ่งตัวนำที่
วงช่องว่าง (Eg), เช่น พลังงานแตกต่างกันล่าง
วงการนำและด้านบนของเวเลนซ์แบนด์ เช่น
เป็นการวงขอบการจัดแนว เนื่องจากวัสดุหรืออุปกรณ์ต้อง

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

อิเล็ก แต่แทนที่จะสร้างกระแสไฟฟ้าน้ำจะถูก
แยกออกในรูปแบบไฮโดรเจนและออกซิเจน (รูปที่ 9). [5159165186]
กระบวนการสามารถสรุปสำหรับระบบ photoanode ตาม
ดังต่อไปนี้ (1) โฟตอนที่มีพลังงานสูงกว่า bandgap
นัดขั้วบวกสร้างคู่อิเล็กตรอนหลุม (2) หลุม
ย่อยสลายน้ำที่ผิวหน้าของขั้วบวกในรูปแบบไฮโดรเจน
ไอออนและก๊าซออกซิเจนในขณะที่อิเล็กตรอนไหลผ่าน
ด้านหลังของขั้วบวกซึ่งมีการเชื่อมต่อไฟฟ้าไปยัง
ขั้วลบ (3) ไฮโดรเจนไอออนผ่านอิเล็กโทรไล
และทำปฏิกิริยากับอิเล็กตรอนที่แคโทดในรูปแบบไฮโดรเจน
ก๊าซ [5159165186] (4) ออกซิเจนและไฮโดรเจนก๊าซจะถูก
แยกออกจากกันเช่นโดยการใช้เยื่อกึ่งซึมเข้าไปได้,
สำหรับการประมวลผลและการจัดเก็บ
วัสดุต่าง ๆ ได้รับการตรวจสอบเพื่อใช้ในการ photoelectrodes
เช่น WO3 ฟิล์มบาง Fe2O3 และ TiO2 เป็นอย่างดี เป็น n-
GaAs, n-กานซีดีและ ZnS สำหรับ photoanode; และ CIGS / Pt, P-InP /
Pt และ P-SiC / Pt สำหรับ photocathodes [180,187-189]
วัสดุสำหรับ photoelectrodes และพื้นผิวของสารกึ่งตัวนำ
ตรวจสอบประสิทธิภาพการทำงานของระบบ ไฮโดรเจน
ประสิทธิภาพการผลิตถูก จำกัด ด้วยความไม่สมบูรณ์โดยทั่วไปใน
โครงสร้างผลึกเป็นกลุ่มและพื้นผิวสมบัติของ photoelectrodes,
ความต้านทานของวัสดุต่อการกัดกร่อนจาก
อิเล็กโทรไลน้ำและความสามารถในการขับรถการย่อยสลายน้ำ
ปฏิกิริยา [5159165186] เพื่อเพิ่ม
ประสิทธิภาพของกระบวนการนี้พลังของไฟฟ้าเคมี
ปฏิกิริยาจะต้องสอดคล้องกับสเปกตรัมรังสีแสงอาทิตย์
ซึ่งเป็นปัญหาที่ไม่น่ารำคาญ ไม่ตรงกันของรังสีแสงอาทิตย์
และวัสดุที่สามารถผลิตหลุมภาพที่สร้างขึ้นที่อาจทำให้เกิด
oxidations พื้นผิวที่นำไปสู่การปิดกั้นทั้งชั้นบน
พื้นผิวของสารกึ่งตัวนำหรือการกัดกร่อนของอิเล็กโทรดผ่านการสลายตัว
[5159165186]
photoelectrodes ปัจจุบันที่ใช้ในการ PEC ที่มีความเสถียรใน
น้ำ การแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพต่ำสำหรับการใช้โฟตอนที่จะ
แยกน้ำเพื่อผลิตไฮโดรเจน ประสิทธิภาพเป้าหมายคือ> 16%
พลังงานแสงอาทิตย์ไฮโดรเจน นี้ครอบคลุมสาม materialsystem
ลักษณะที่จำเป็นสำหรับการแปลงที่มีประสิทธิภาพ (i)
ช่องว่างแถบจะลดลงในช่วงที่เพียงพอเพื่อให้เกิด
พลังในการอิเล็กโทรและยังช่วยให้การดูดซึมสูงสุดของ
สเปกตรัมแสงอาทิตย์ นี้เป็น 1.6-2.0 eV สำหรับ photoelectrode เดียว
เซลล์และ 1.6-2.0 eV / 0.8-1.2 eV สำหรับด้านบน / ล่างเซลล์ซ้อนใน
การกำหนดค่าตีคู่; (ii) มีอัตราผลตอบแทนของควอนตัมสูง (> 80%)
ในวงดูดซึมไปถึงประสิทธิภาพที่จำเป็นสำหรับ
อุปกรณ์ทำงานได้; (iii) คร่อมศักยภาพรีดอกซ์ของ H2 และ O2
ครึ่งปฏิกิริยากับการนำและความจุวงขอบ
ตามลำดับ ประสิทธิภาพจะเกี่ยวข้องโดยตรงกับเซมิคอนดักเตอร์
ช่องว่างแถบ (เช่น) คือพลังงานที่แตกต่างระหว่างด้านล่าง
ของวงดนตรีการนำและด้านบนของวงจุเช่นเดียว
กับการจัดแนวขอบวงเนื่องจากวัสดุหรืออุปกรณ์ที่ต้อง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

อิเล็กโทรไลต์ แต่แทนที่จะสร้างกระแสไฟฟ้า น้ำ
แยกแบบฟอร์มไฮโดรเจนและออกซิเจน ( รูปที่ 9 ) [ 5159165186 ] .
กระบวนการสามารถสรุปได้เป็น photoanode ตามระบบ
( 1 ) โฟตอนที่มีพลังงานมากกว่า bandgap
นัดแอโนดสร้างอิเล็กตรอนและหลุมคู่ ( 2 ) หลุม
เน่าน้ำที่ผิวด้านหน้าของขั้วไฟฟ้าไฮโดรเจน
แบบฟอร์มไอออนออกซิเจนและก๊าซ ในขณะที่อิเล็กตรอนไหลผ่าน
กลับของแอโนดซึ่งเป็นระบบไฟฟ้าเชื่อมต่อกับ
แคโทด ( 3 ) ไฮโดรเจนไอออนผ่านอิเล็กโทรไลต์
และตอบสนองกับอิเล็กตรอนที่ขั้วแคโทดในรูปแบบก๊าซไฮโดรเจน
[ 5159165186 ] ( 4 ) ออกซิเจนและไฮโดรเจนก๊าซเป็น
แยก ตัวอย่างเช่นโดยการใช้เยื่อกึ่งซึมผ่านได้ , สำหรับการประมวลผลและการจัดเก็บข้อมูล

.วัสดุต่างๆได้รับการตรวจสอบเพื่อใช้ใน photoelectrodes
เช่นฟิล์ม wo3 Fe2O3 ) , และ , เช่นเดียวกับ N -
6 n-gan , ซีดี , และ zns สำหรับ photoanode และบุหรี่ / PT , p-inp /
PT , และ Pt p-sic / สำหรับ photocathodes 180187 – [ 189 ]
วัสดุสำหรับ photoelectrodes และเซมิคอนดักเตอร์ตั้งต้น
ตรวจสอบประสิทธิภาพของระบบ ไฮโดรเจน
ประสิทธิภาพการผลิต จํากัด โดยทั่วไปข้อบกพร่องใน
โครงสร้างเป็นกลุ่มและสมบัติของ photoelectrodes
, วัสดุต้านทานการกัดกร่อนจากสารละลายอิเล็กโทรไลต์
และความสามารถในการขับน้ำสลาย
ปฏิกิริยา [ 5159165186 ] เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการนี้

, พลังของเคมีไฟฟ้าปฏิกิริยาต้องมีความกลมกลืนกับสเปกตรัมของรังสีแสงอาทิตย์ ไม่จุกจิก
ซึ่งเป็นปัญหา ที่ไม่ตรงกันของการแผ่รังสี
และวัสดุสามารถผลิตรูปถ่ายที่สร้างหลุมที่สามารถทำให้ผิว oxidations
าทั้งการปิดกั้นชั้นบน
สารกึ่งตัวนำพื้นผิวหรือการกัดกร่อนของขั้วไฟฟ้าผ่านการสลายตัว 5159165186
[ ]
photoelectrodes ปัจจุบันใช้ PEC ที่มีความเสถียรใน
สารละลายมีประสิทธิภาพต่ำ สำหรับใช้แยกน้ำโฟตอน

เพื่อผลิตไฮโดรเจน ประสิทธิภาพเป้าหมาย > 16 %
พลังงานแสงอาทิตย์ไฮโดรเจน นี้ครอบคลุมสามลักษณะ materialsystem
าเป็นแปลงที่มีประสิทธิภาพ : ( i )
ช่องว่างแถบจะตกอยู่ในช่วงที่เพียงพอเพื่อให้บรรลุ
การนำกระแสไฟฟ้าและยังช่วยให้การดูดซึมสูงสุด
สเปกตรัมของแสงอาทิตย์นี้คือ 1.6 และ 2.0 EV สำหรับเซลล์ photoelectrode
เดียวและ 1.6 - 2.0 EV / 0.8 – 1.2 EV สำหรับด้านบน / ด้านล่างเซลล์ซ้อน
แบบควบคู่ ( II ) ได้ผลผลิตควอนตัมสูง ( > 80% )
ข้ามของการดูดกลืนถึงประสิทธิภาพที่จำเป็นสำหรับอุปกรณ์ที่ทำงานได้ ( 3
; ) นั่งรีดอกซ์ศักยภาพของ H2 และ O2
ครึ่งปฏิกิริยาของสื่อและขอบแถบวาเลนซ์
ตามลำดับประสิทธิภาพจะเกี่ยวข้องโดยตรงกับช่องว่างสารกึ่งตัวนำ
วง ( EG ) ได้แก่ ผลต่างของพลังงานระหว่างด้านล่าง
ของนำวงดนตรีและด้านบนของวาเลนซ์แบนด์เช่นกัน
เป็นขอบวง การ ตั้งแต่วัสดุ หรืออุปกรณ์ที่ต้อง