newport小面积太阳光模拟器应用于光解水制氢
背景介绍：
太阳能光解水制氢过程可以将太阳能充分使用起来，终获得清洁的氢能资源，这具有广阔的应用前景。氢能因其作为低碳和零碳能源、可再生等优点被认为是取代煤、石油和天然气的理想绿色能源[1, 2]。开发高效稳定的太阳能光解水制氢体系，用于光电催化分解水制氢，具有非常重要的理论和实际意义。
在这个太阳能光解水制氢体系中，光电阳极的结构、活性、稳定性会影响整个过程中产氢效率。钒酸铋（bivo4）被认为是光电分解水制氢zui有前景的光阳极之一。zhu课题组[3]致力于在bivo4光阳极上固定单宁酸、镍铁离子，形成能*循环使用可靠的可再生光电阳极。
实验部分：
选用newport型号94011a-es太阳光模拟器、型号91150v校准参比电池和仪表等。其中型号94011a-es适用于需求小面积光斑和小范围照明的研究人员，系统性能已经过认证，而且其成本较低。型号94011a-es光束尺寸在 1.5×1.5 英寸 (38×38 mm)，在太阳输出为 1.0 时，这款模拟器符合 astm 和 iec 标准定义的 abb 级。
94011a-es产品特点：
紧凑设计-集成电源、匀化装置和灯罩连续衰减器允许调太阳辐照值简易、插入式灯组件，无需进行灯对准集成的 2 英寸滤光片支架部分实验结果：
图1 (a)光解水制氢装置图。(b)未经修饰/修饰处理后的bivo4光阳极简图。(c)和(d)分别是未经修饰/处理后的bivo4扫描电镜图。
图2 bivo4光阳极在h3bo3+na2b4o7•10h2o溶液中长时间光稳定性测试实验。
从图2可以看出，在硼酸盐电解液中bivo4具有良好的稳定特性，会保持较恒定的电流密度。
结果：
经计算得出bivo4在am 1.5 g的照度下（100 mw/cm2），可达到的理论光电流密度为7.5 ma/cm2，对应的太阳能到氢气的效率为9.2%。实验中发现：较薄的bivo4膜通常有较高的光吸收效率和较低的电荷分离效率，反之亦然。因此，在太阳能光电解水研究中，如何进一步提高bivo4光阳极薄膜的透光性，同时保持高的光电流密度，仍然是具有挑战性。
参考文献：
[1]r. sathre, c.d. scown, i. william r. morrow, j.c. stevens, i.d. sharp, i. joel w. ager, k. walczak, f.a. houleae, j.b. greenblatt, energy environ. sci. 7 (2014) 3264-3278.
[2]y. he, t. hamann, d. wang, chem. soc. rev. 48 (2019) 2182-2215.
[3]m.-r. huang, z.-w. huang, h.-w. zhu. nano energy 70 (2020) 104487.