Фотоелектрохімічний шаруватий інтеркальований воднем елемент для перетворення сонячної енергії

Фотоелектрохімічний шаруватий інтеркальований воднем елемент для перетворення сонячної енергії, до складу якого входять електрод та фотоелектрод, що знаходяться в середовищі, який відрізняється тим, що напівпровідниковий фотоелектрод з накопиченням водню складається з 3 55785 Поставлена задача досягається взаємодією фотоелектрохімічного напівпровідникового елемента, до складу якого входять електрод та фотоелектрод, що знаходяться в середовищі, який відрізняється тим, що напівпровідниковий фотоелектрод з накопиченням водню складається з шаруватого напівпровідника n- типу провідності (на основі GaSe, легованого Sn до 0,01 а.%, поверхня якого модифікована оксидом галію), з платиновим електродом у воді або в 26%-му водному розчині сірчаної кислоти, а процес інтеркалювання воднем зразків GaSe здійснюють електролітично з 26% розчину H2SO4+0,25 gl-1 As2O3 з підбором оптимальних густин струму 0,5...3А/m2 за умов дії сонячного світла та розширення спектрального діапазону фоточутливості за рахунок домішкової фотопровідності (створеної глибокоенергетичми локалізованими рівнями в забороненій зоні GaSe). Суть корисної моделі полягає в тому, що процес інтеркалювання протонами описується реакцією: GaSe+хН++хe-1=HxGaSe (1) При цьому для GaSe параметр кристалічної   ґратки с зростає від 15,89 A (при х=0) до 15,94 A (при х=2,5), подальше збільшення концентрації призводить до приросту цього параметру лише до  15,96 A . Абсолютна величина зміни параметру с при цьому така ж , як і при підвищенні температури від кімнатної до 373К. При інтеркалюванні воднем відбувається і ріст параметру а кристалічної ґрат  ки (від 3,75 A до 3,77 A ), що свідчить про часткове входження водню (за механізмом "втілення") в шаровий простір кристалу. Якщо безпосередньо після насичення кристалл поглинає до 440wppm (більшість з якого розміщується у Ван-дерваальсовій щілині), то після зберігання протягом б місяців за кімнатної температури кількість залишкового водню залишається на рівні 120wppm (і він знаходиться в якості домішки "втілення" безпосередньо в шарі). Електролітичними методами концентрацію водню безпосередньо після насичення можна довести до 600wppm, проте він зосереджується біля поверхні зразків. Збільшення параметрів ґратки моноселеніду галію зі зростанням концентрації водню супроводжується послабленням сил міжатомного зв'язку та появою в кристалічній ґратці мікронапружень. В сполуці HxGaSe існує два стани водню: "квазірідкий", при якому він локалізується у Ван-дер-ваальсовій щілині та "зв'язаний", при якому водень проникає в структуру шаруватих пакетів, а під час електрохімічного втілення в матрицю відбуваються фазові переходи при досягненні певних значень х. На початковій стадії атоми водню рухливі і утворюють "квазірідку" плівку у Ван-дер-ваальсовій щілині. Збільшення х до 5,16 супроводжується локалізацією атомів інтеркалянту в потенціальних ямах, які розміщені в центрах трикутників площин селену на обидві сторони Ван-дер-ваальсової щілини ("квазірідка" плівка стає більш "в'язкою"). Внесення деформаційних напружень, пов'язаних із введенням значної кількості інтеркальованого водню спричиняється до інтенсивнішого зростання значень пружних постій 4 них, які характеризують зв'язок між атомами водню в міжшаровому просторі, ніж відповідних значень в межах шару. Суттєвими відмінностями корисної моделі є те, що багаторазові цикли інтекалюваннядеінтеркалювання не призводять до зниження основних характеристик, а величина деінтеркаляції в них для значень х→4 може досягати 90% від кількості поглиненого водню. Таким чином, водень входить одночасно як в шаровий, так і між шаровий простір кристалу з утворенням молекул Н2, при чому, при х