科學(xué)家們開(kāi)發(fā)的這套系統(tǒng)可以通過(guò)太陽(yáng)光將水分解成氫氣和氧氣，這使得太陽(yáng)能可以被轉(zhuǎn)換成氫能并存儲(chǔ)起來(lái)。亥姆霍茲柏林材料與能源中心太陽(yáng)能燃料研究所主任羅爾·范·德克羅爾教授說(shuō)：“我們結(jié)合了兩方面的最佳之處。我們利用了化學(xué)的穩(wěn)定性和金屬氧化物的低廉價(jià)格，將其與一個(gè)很好但相當(dāng)簡(jiǎn)單的薄膜硅太陽(yáng)能電池結(jié)合，從而得到一個(gè)便宜、非常穩(wěn)定和高效的（水解氫氣的）單元。”
當(dāng)光線射入這個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的具有金屬氧化物層的硅薄膜電池時(shí)，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電壓。金屬氧化物層起光陽(yáng)極的作用，成為氧形成的地方。它通過(guò)一個(gè)石墨導(dǎo)電橋連接到太陽(yáng)能電池單元。由于只有金屬氧化物層接觸到電解液，所以太陽(yáng)能電池單元的其他部分不會(huì)受到腐蝕。鉑金線圈則被用作陰極，這是氫氣形成的地方。粗略計(jì)算可以表明這種技術(shù)具有的潛力：以德國(guó)每平方米大約600瓦的太陽(yáng)光能來(lái)算，100平方米這樣系統(tǒng)可以在一個(gè)小時(shí)的日照下分離生成3千瓦時(shí)以氫氣形式存儲(chǔ)的能量。
科學(xué)家們系統(tǒng)研究了不同的金屬氧化物在從光入射到電荷分離，直至水分解的過(guò)程中的作用，以便進(jìn)一步優(yōu)化這一過(guò)程。德克羅爾說(shuō)，理論上釩酸鉍光陽(yáng)極效率最高可達(dá)9%。通過(guò)用一種廉價(jià)的磷酸鈷催化劑，科學(xué)家們顯著地加快了光陽(yáng)極上氧的生成。研究中最大的挑戰(zhàn)是釩酸鉍層電荷高效的分離。盡管金屬氧化物穩(wěn)定并且便宜，但帶電粒子會(huì)趨于迅速重組，使得分解水的過(guò)程失效。德克洛爾和他的同事通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，在釩酸鉍層里加入額外的鎢原子是有幫助的。這些鎢原子產(chǎn)生的內(nèi)部電場(chǎng)可以很好地防止重組的發(fā)生。
