Semiconductor structures for fuel generation
This disclosure relates to photovoltaic and photoelectrosynthetic cells, devices, methods of making and using the same.
42 ENGINEERING↗
Engineering topics
Coridan, Robert
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Modellierung, Simulation und Implementierung von Zellen für die solargetriebene Wasserspaltung
Abstract Eine integrierte Zelle für die solargetriebene Wasserspaltung besteht aus mehreren funktionellen Komponenten und kombiniert verschiedene photoelektrochemische (PEC‐)Prozesse auf unterschiedlichen Längen‐ und Zeitskalen. Der Gesamtwirkungsgrad eines derartigen Systems für die Umwandlung von Solarenergie in Wasserstoff (solar‐to‐hydrogen; STH) wird von der Leistung und den Materialeigenschaften seiner Einzelkomponenten sowie ihrer Integration, von seiner Gesamtarchitektur und den Betriebsbedingungen bestimmt. Dieser Aufsatz beschäftigt sich mit der Implementierung von solargetriebenen Prototypen für die Wasserspaltung auf der Basis von Modellierungen und Simulationen, welche die Wechselwirkungen zwischen den Einzelbauteilen in ihrer Gesamtheit berücksichtigen. Physik und Wechselwirkungen innerhalb der Zelle werden diskutiert, und die Anwendung des Zellmodells für die Bestimmung der benötigten Materialeigenschaften sowie beim Design von herkömmlichen und ungewöhnlichen Architekturen wird erörtert.
Xiang, Chengxiang↗
Modeling, Simulation, and Implementation of Solar-Driven Water-Splitting Devices
An integrated cell for the solar-driven splitting of water consists of multiple functional components and couples various photoelectrochemical (PEC) processes at different length and time scales. The overall solar-to-hydrogen (STH) conversion efficiency of such a system depends on the performance and materials properties of the individual components as well as on the component integration, overall device architecture, and system operating conditions. This Review focuses on the modeling- and simulation-guided development and implementation of solar-driven water-splitting prototypes from a holistic viewpoint that explores the various interplays between the components. The underlying physics and interactions at the cell level is are reviewed and discussed, followed by an overview of the use of the cell model to provide target properties of materials and guide the design of a range of traditional and unique device architectures.
14 SOLAR ENERGY↗