使用一个简单的金属氧化物制成太阳能电池和光阳极，HZB和代尔夫特大学的科学家已经成功将太阳能化学近5%以氢的形式存储。最大的特点是太阳能电池的设计比同样作用的传统高效三结非晶硅电池或昂贵的III-V半导体简单的多。

       光阳极是由金属氧化物钒酸铋（BiVO4）溶液中加入少量的钨原子，喷涂到一块导电玻璃上，然后涂上一种廉价的磷酸钴催化剂制备而成的。

       “基本上我们结合两种方法的优点，我们着手于化学性质的稳定性，低成本的金属氧化物，添加一种好的物质但简单的硅基薄膜太阳能电池，我们刚刚创建了一个成本效益的、高稳定性且高效的太阳能燃料设备。”

       这样，专家们能够研发出一个相当精美和简单的系统，利用太阳光将水分分解为氢气和氧气。这个过程被称为人工光合作用，以氢的形式存储的太阳能。氢可以被用来作为燃料直接使用或以甲烷的形式，再或者可以在燃料电池用发电。

       一个粗略的估计显示这项技术的内在潜力：在德国每平方米的太阳能大约为600瓦，这种类型的系统理论上100平方米一个小时光照以氢的形式可存储3千瓦时的能量。这种能量可以用于晚上或者多云天。

       光阳极金属化合物防止太阳能电池腐蚀

       Van de Krol和他的团队基本开始在相当简单的硅基薄膜电池中添加金属氧化物层，这层是电池上唯一可接触到水的部位，并以氧气大的形势作为光阳极。与此同时，它还可用于防止敏感的硅电池被腐蚀。

       研究人员系统的研究和优化生产工艺，如光吸收、水分子的电荷分离。从理论上讲，使用钒酸铋制备的光阳极使太阳能到化学能转换效率达到90%以上时可能的。从van de Krol了解到，他们已经解决了用廉价的钴磷催化剂加快氧化形式光阳极过程的问题。

       新纪录：转换效率已经超过80%

       然而最大的挑战是钒酸铋膜内电荷的分离效率。金属氧化物可能具备稳定性和价格低，但是分离体却有一种快速结合的趋势。这意味着它们不再是水分解反应。现在，Van de Krol和他的团队已经掌握了有助于将钨原子添加到钒酸铋膜的方法。

       “重要的是我们以一个特别的方式分布这些钨原子，使它们建立一个内电场来防止它们重新结合。”van de Krol解释说。对于这项工作，科学家们将铋钨钒溶液喷洒到加热玻璃基板，引起溶液蒸发，通过反复在玻璃上喷洒不同的铋钨钒溶液，形成大约300纳米厚的高效活性金属氧化膜。

       “我们并不是相当了解，但为什么钒酸铋效果明显优于其它金属氧化物。我们发现入射光转换为电流的转换率高达80%，这一数值刷新了金属氧化物的新纪录”van de Krol介绍。下一个挑战是将各种类型的系统扩展到几平方米，这样就可以产生大量的氢气。