[发明专利]氢气产生装置和氢气产生方法

权利要求书

1.一种氢气产生装置，其包括：

光电转换部分，其具有光接受表面和背表面；

第一气体产生部分，其被设置在所述背表面上；以及，

第二气体产生部分，其被设置在所述背表面上，其中，

所述第一气体产生部分和所述第二气体产生部分之一是氢气产生部分，用于从电解液产生H₂，其另一个是氧气产生部分，用于从所述电解液产生O₂，并且

所述第一气体产生部分电连接到所述背表面，并且所述第二气体产生部分经由第一导电部分来电连接到所述光接受表面。

2.根据权利要求1所述的装置，其中

所述第二气体产生部分经由绝缘部分被设置在所述光电转换部分的所述背表面上。

3.根据权利要求2所述的装置，其中

所述第一导电部分包括与所述光接受表面接触的第一电极，并且，第二导电部分分别与所述第一电极和所述第二气体产生部分接触。

4.根据权利要求3所述的装置，其中

所述第二导电部分被设置在穿透所述光电转换部分的接触孔中。

5.根据权利要求4所述的装置，其中

所述接触孔的数量是一个或多个，并且，

所述接触孔的总的截面面积是所述光接受表面的面积的0.1%或更大至10%或更小。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的装置，其还包括在所述光电转换部分的所述背表面和所述第一气体产生部分之间设置的第二电极。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的装置，其中

在半透明的衬底上设置所述光电转换部分。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的装置，其中

所述光电转换部分具有多个光电转换层，每一个光电转换层由p型半导体层、i型半导体层和n型半导体层形成。

9.根据权利要求8所述的装置，其中

所述多个光电转换层具有不同的带隙。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的装置，其中

所述氢气产生部分和所述氧气产生部分分别包括用于从所述电解液产生H₂的反应的催化剂和用于从所述电解液产生O₂的反应的催化剂。

11.根据权利要求10所述的装置，其中

所述氢气产生部分和所述氧气产生部分的至少一个具有比所述光接受表面的面积大的催化表面积。

12.根据权利要求10或11所述的装置，其中

所述氢气产生部分和所述氧气产生部分的至少一个由负载催化剂的多孔导体形成。

13.根据权利要求10至12中的任一项所述的装置，其中

所述氢气产生部分包括作为氢气产生催化剂的Pt、Ir、Ru、Pd、Rh、Au、Fe、Ni和Se中的至少一种。

14.根据权利要求10至13中的任一项所述的装置，其中

所述氧气产生部分包括作为氧气产生催化剂的Mn、Ca、Zn、Co和Ir中的至少一种。

15.根据权利要求1至14中的任一项所述的装置，其中

在半透明的衬底上设置所述光电转换部分，

在所述第一气体产生部分和所述第二气体产生部分上进一步设置板，使得与所述衬底相对，并且

在所述第一气体产生部分和所述第二气体产生部分的每一个与所述板之间设置空间。

16.根据权利要求15所述的装置，其还包括隔壁，以将在所述第一气体产生部分和所述板之间的空间与在所述第二气体产生部分和所述板之间的空间分开。

17.根据权利要求16所述的装置，其中

所述隔壁包含离子交换剂。

18.一种用于产生氢气和氧气的方法，所述方法包括如下步骤：

设置根据权利要求1至17中的任一项所述的氢气产生装置，使得所述光接受表面相对于水平表面倾斜；

通过从所述氢气产生装置的下部向所述氢气产生装置引入所述电解液并且使用日光来照射所述光接受表面来分别从所述氢气产生部分和所述氧气产生部分产生氢气和氧气；并且，

从所述氢气产生装置的上部排放所述氢气和所述氧气。