Plazmonu sustiprintos foto srovės generavimas ir vandens oksidacija iš matomų į artimųjų infraraudonųjų spindulių bangų ilgį NPP Azijos medžiagos

Plazmonu sustiprintos foto srovės generavimas ir vandens oksidacija iš matomų į artimųjų infraraudonųjų spindulių bangų ilgį NPP Azijos medžiagos

Anonim

Dalykai

  • Elektrochemija
  • Nanofotonika ir plazmonika
  • Fotochemija

Anotacija

Šiame darbe pateikiami naujausi plazmonu sustiprintos fotoelektrinės konversijos ir vandens oksidacijos tyrimai matomos ir artimos infraraudonosios spinduliuotės spinduliuote. Nuo „Honda – Fujishima“ efekto atradimo 1972 m., Buvo dedamos didžiulės pastangos, norint prailginti šviesos ir energijos konversijos bangos ilgį. Atsižvelgiant į tai, neseniai buvo įrodyta, kad plazmoninė fotoelektrinė konversija yra matoma ar artima infraraudonųjų spindulių bangai, nepablogėjant fotoelektrinei konversijai, naudojant titano dioksido (TiO 2 ) vienkristalinius fotoelektrodus, kurių aukso nanododai yra tiksliai išdėstyti ant paviršiaus. Kalio perchlorato vandeninis tirpalas buvo naudojamas kaip elektrolito tirpalas be papildomų elektronų donorų; taigi vandens molekulės aprūpino elektronus. Stechiometrinė deguonies ir vandenilio peroksido evoliucija, atsirandanti dėl atitinkamai keturių arba dviejų elektronų vandens molekulių oksidacijos, buvo atlikta naudojant artimosios infraraudonosios spinduliuotės apšvitą, naudojant plazmoninės optinės antenos efektą. Kadangi vandens oksidacijos potencialas yra labai mažas, šie rezultatai rodo didelę pažangą šioje srityje. Be to, ši fotoelektrinė konversijos sistema galėtų būti naudojama dirbtinėse fotosintezės sistemose, kurios viršija augalų fotosintezės galimybes, leisdamos atlikti fotokonversiją plačiame bangų ilgių diapazone.

Įvadas

Norint suvokti būsimą mažai anglies dioksido į aplinką išskiriančią visuomenę, būtina sukurti sistemas, kurios saulės energiją galėtų paversti elektros ar chemine energija. Norint pasiekti efektyvią saulės energijos konversiją, turi būti sukurta sistema, suderinama su plačiu saulės spindulių spektru, apimančia matomus net infraraudonųjų spindulių bangų ilgius. Nors p – n sankryžos silicio saulės elementai, plačiai naudojami fotoelektrinėse plokštėse, dabar yra komerciškai prieinami naudoti namuose, jų fotoelektrinės konversijos efektyvumas yra tik ∼ 17%, 30% žymint viršutinę teorinę ribą. 1 Norint, kad fotoelektros elementai būtų ateityje branduolinės energijos gamybos pakaitalai, būtina pagerinti saulės energijos konvertavimo efektyvumą. Todėl efektyvių šviesos energijos konvertavimo sistemų, pagrįstų alternatyviais principais, paieška sulaukė nemažo dėmesio. Saulės apšvitos spektras, stebimas Žemės paviršiuje, parodytas 1 paveiksle. Pažymėtina, kad tik, 4% šio spektro sudaro ultravioletinė spinduliuotė (800 nm), o likę 46%. Dėl silicio juostos tarpo trukdžių silicio saulės elementai turi ribotą galimybę atlikti fotoelektrinę infraraudonosios šviesos, ilgesnės kaip 1000 nm, bangos ilgio konvertavimą. Todėl norint sukurti efektyvų saulės elementą, būtina pagerinti infraraudonųjų spindulių, kurie yra svarbi saulės spektro dalis, fotokonversiją.

Image

Žemės paviršiuje stebimas saulės apšvitos spektras.

Visas dydis

1972 m. „Honda“ ir „Fujishima“ pirmą kartą pademonstravo, kad fotoelektrinę konversiją galima atlikti esant labai aukštam ultravioletinių bangų ilgio efektyvumui, naudojant titano dioksido (TiO 2 ) puslaidininkinį elektrodą kaip darbinį elektrodą atliekant fotoelektrocheminius matavimus. 2 Nuo to laiko buvo daug bandymų išplėsti fotoelektrinę konversiją ir fotokatalitinę reakciją į ilgesnius bangos ilgius. 3, 4, 5, 6 saulės elementai, efektyvūs plačiame bangų ilgių diapazone, pavyzdžiui, tandeminiai saulės elementai, kuriuose naudojami puslaidininkiai, kurių skirtingas juostų tarpas yra 7, 8, ir dažams jautrūs saulės elementai, kurie padidina bangos ilgio efektyvumą, naudojant organinius dažus su įvairiomis absorbcijos juostomis, anksčiau buvo sukurti laboratorijų lygiu. 9, 10, 11 Tačiau šioms sistemoms reikia naudoti dvi ar daugiau skirtingų medžiagų ir molekulių, taip apsunkinant jų gamybą. Priešingai, metalinės nanostruktūros, turinčios lokalizuotą paviršiaus plazmono rezonansą (LSPR), gali būti pagamintos taip, kad parodytų įvairius rezonansinius bangos ilgius, pritaikydamos nanodalelių struktūrinius parametrus, tokius kaip dydis, forma ir erdvinis išdėstymas masyve. 12, 13, 14 Todėl rezonansinį bangos ilgį galima valdyti vienoje medžiagoje. Be to, LSPR sukelia optinio antenos efektą, kuris efektyviai surenka šviesą ir lokalizuoja elektromagnetines bangas nanoskalėje. 15, 16, 17, 18, 19 Todėl suprantama, kad metalinės nanostruktūros veikia kaip fotoelektrinės konversijos sistemos, leidžiančios efektyviai panaudoti fotonus, fotosintezėje atliekančios panašų vaidmenį kaip chlorofilas. 20, 21, 22, 23 Nors anksčiau buvo pranešta apie daugelį fotoelektrinių konvertavimo sistemų, naudojančių LSPR, bangų ilgiai, kuriuose vyksta fotoelektrinė konversija, nebuvo didesni nei 700 nm, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, sukuriant reikia ištirti fotoelektros konvertavimą, kai infraraudonųjų spindulių bangos ilgis viršija 800 nm.

Neseniai buvo parodyta plazmoninė fotoelektrinė konversija iš matomų į artimųjų infraraudonųjų spindulių bangomis (<1300 nm), nepablogėjus fotoelektrinei konversijai, naudojant TiO 2 monokristalinius fotoelektrodus, kurių paviršiuje detaliai išdėstyti auksiniai nanodiodai (Au NRs). 32 Šioje apžvalgoje aprašome naujausius tyrimus, susijusius su LSPR sukeltu optiniu antenos efektu, Au NRs spektrinėmis savybėmis ir plazmoninės fotoelektrinės konversijos elgsena esant matomiems arti infraraudonųjų spindulių bangos ilgio, taip pat aprašome eksperimentinį metodą tiriant plazmoninės fotoelektrinės konversijos mechanizmas.

LSPR sukeltas optinio antenos efektas

Šviesą sudaro elektromagnetinės bangos, kuriose elektrinis laukas svyruoja statmenai bangos sklidimo krypčiai. Kai metalinės nanodalelės, tokios kaip sidabras ir Au, yra švitinamos šviesa, svyruojantis elektrinis laukas indukuoja bendrą laidžių elektronų judesį metalinių nanodalelių paviršiuje. 13, 33 Dėl to susidaro dipolis ir kvadrupolis, nes metalinės nanodalelės paviršiuje atsiranda krūvis. 13, 34, 35, 36, 37 Be to, kadangi dėl skirtingo elektroninio krūvio atsiranda elektrinis laukas, metalinių dalelių paviršiuje susidaro lokalizuotos elektromagnetinės bangos, dar vadinamos „artimo lauko šviesa“. Ši artimo lauko šviesa skiriasi nuo įprastos šviesos (šviesa, kurią galima skleisti, dar vadinama skleidžiamąja šviesa) ir yra lokalizuota arti metalinio paviršiaus. Šis reiškinys žinomas kaip LSPR. Netolimo lauko šviesa ir toliau egzistuoja nanodalelių paviršiuje, kol bendras laidumo elektronų judesys nebus sutrikdytas (LSPR fazės relaksacija). Kadangi LSPR fazės relaksacijos laikas yra maždaug kelios femtosekundės (priklausomai nuo metalo rūšies, dydžio ir formos), artimojo lauko šviesa metalo dalelių paviršiuje egzistuos tik tą laiką. 12, 38 Tačiau sklindanti šviesa praeis dešimčių nanometrų metalines nanodaleles, kurių dydis <0, 1 fs, tai yra dviem laipsniais trumpesnė už LSPR fazės relaksacijos laiką. Be to, kadangi elektrinio krūvio tankis yra didžiausias metalinių dalelių galuose, kurie yra suderinti su krintančios šviesos elektriniu lauku, elektromagnetinis laukas koncentruojasi dalelių galuose išilgai kritusios poliarizacijos. 39, 40 Šis reiškinys lemia laikiną erdvinį šviesos užtemdymą metalinių nanodalelių paviršiuje dėl LSPR sužadinimo. 22, 41 Todėl metalo nanodalelių paviršiuje elektromagnetinis laukas padidinamas maždaug dviem dydžiais, palyginti su kritusios šviesos elektromagnetinio lauko intensyvumu. Todėl fotonus įmanoma surinkti panašiai kaip metalinę anteną ir juos išdėstyti nanometrų dydžio erdvinėje srityje. Kadangi šviesos elektromagnetinio lauko sujungimo procesą pagerina šis elektromagnetinio lauko sustiprinimo efektas, pranešta apie fluorescencijos, 42 Ramano sklaidos signalų 43 ir kitų reiškinių sustiprėjimą. Remiantis elektromagnetinio lauko stiprinimo efektu, yra tikimybė, kad metalinės nanostruktūros, turinčios LSPR funkciją kaip antena, panaši į augalų reakcijos centro chlorofilo molekules, padidina saulės elementų fotoelektrinės konversijos efektyvumą ir leidžia jas naudoti. dirbtinėse fotosintezės sistemose.

Plazmoninė fotoelektrinė konversija matoma ir artima infraraudonųjų spindulių šviesa

Nishijima ir kt. Tyrime naudoti „Au NR“ . 32 buvo pagaminti iš rutilo tipo vieno krištolo TiO 2 substrato (0, 05 masės% Nb-legiruoto), maždaug 2, 5 mm atstumu, naudojant elektronų pluošto litografiją ir pakėlimo metodą, kad būtų sukurtos optinės antenos struktūros. 2a paveiksle pavaizduoti Au NRs (kiekvienas 100 × 200 × 30 nm) skenavimo elektroniniu mikroskopu vaizdai TiO 2 . Fotoelektrodo fotoelektrinės konversijos savybėms išmatuoti buvo naudojama įprasta trijų elektrodų fotoelektrocheminė matavimo sistema. Fotoelektrocheminio elemento schema parodyta 2b paveiksle. Šioje matavimo sistemoje TiO2 substratas, į kurį įdėta Au NP, buvo naudojamas kaip darbinis elektrodas, o platinos viela ir prisotintas kalomelio elektrodas buvo naudojami atitinkamai kaip priešinis elektrodas ir etaloninis elektrodas. Fotoelektrocheminio matavimo sistemoje darbinis elektrodas buvo uždengtas teflonu pagaminta plokštele, turinčia langą ( ϕ : 2 mm), pro kurį šviesa gali švitinti tik ant darbinio elektrodo pagamintus Au NRs. Svarbu tai, kad kaip elektrolito tirpalas buvo naudojamas tik kalio perchlorato vandeninis tirpalas (0, 1 mol dm −3 ), nepridedant kitų elektronų donorų.

Image

a ) „Au NRs“ ant TiO 2 (kairėje) elektroninių mikroskopų vaizdų nuskaitymas. To paties substrato nuskaitymo elektroniniu mikroskopu vaizdas pakreiptas 75 ° (dešinėje). b ) fotoelektrocheminio elemento schema.

Visas dydis

3a paveiksle parodyti Au NRs ekstinkcijos spektrai elektrolito tirpale nepoliarizuotomis ir poliarizuotomis sąlygomis. Dvi atskiros LSPR juostos buvo aiškiai stebimos arti 650 ir 1000 nm nepoliarizuotomis sąlygomis (juodoji kreivė), suderinant su chemiškai susintetintų Au NRs ekstinkcijos spektru. 44, 45 išmatuoti spektrai 3a paveiksle rodo, kad skersinis režimas (T režimas, λ max : 650 nm; spektras rodomas mėlyna spalva) ir išilginis režimas (L režimas, λ max : 1000 nm; spektras rodomas raudonai). ), statmenos ir lygiagrečios atitinkamai Au NR matricoms, gali būti selektyviai sužadinamos kontroliuojant krintančios šviesos poliarizaciją. 46 3b paveiksle pavaizduota tiesinė bangos voltammograma, apšvitinama bangų ilgiais, kurie svyruoja nuo 500 iki 1300 nm, su Au NRs ir be jų. Svarbu tai, kad TiO 2 fotoelektrodo fotoelektros nebuvo pastebėtos, nesant Au NRs apšvitinant matoma ir artima infraraudonųjų spindulių šviesa. Tačiau naudojant Au NR įkrautą TiO 2 fotoelektrą, anodinis foto srovė buvo aiškiai pastebėtas esant teigiamam potencialui, didesniam kaip –0, 3 V (prieš prisotintą kalomelio elektrodą). 3c paveiksle pavaizduotas krintančio fotono ir srovės konvertavimo efektyvumo (IPCE) veikimo spektras nepoliarizuotose ir poliarizuotose sąlygose esant taikomam +0, 3 V potencialui (prieš prisotintą kalomelio elektrodą). IPCE veikimo spektrų formos ir smailieji bangos ilgiai artimai sutapo su plazmono rezonanso juostų, kurių atkuriamumas yra didelis, formomis. Pagal IPCE veikimo spektro matavimus tiesinės poliarizacijos sąlygomis foto srovės IPCE reikšmės buvo 6, 3 ir 8, 4%, atitinkamai LSPR spektrai T režime esant 650 nm ir L režimui, esant 1000 nm. Šie stebėjimai rodo, kad elektronų įpurškimas iš Au NRs į TiO 2 monokristalą yra sukeltas LSPR sužadinimo būdu.

Image

a ) Au NRs išnykimo spektrai vandenyje. Juoda: nepoliarizuota šviesa. Raudona ir mėlyna: atitinkamai L ir T režimai, apšvitinant linijiškai poliarizuota šviesa. b ) Linijinio plovimo voltamogramos, apšvitintos šviesa, esant bangos ilgiui nuo 500 iki 1300 nm, naudojant (mėlyną) ir be (raudonos) Au NRs. Svyravimo greitis buvo 5 mV s –1 ( c ) IPCE veikimo spektrai. Juoda: nepoliarizuota šviesa, raudona: L režimas ir mėlyna: T režimas.

Visas dydis

Plazmoninės fotoelektrinės konversijos priklausomybė nuo temperatūros

Temperatūros poveikis plazmoninei fotoelektrinei konversijai buvo ištirtas esant plazmono bangos ilgiui 650 nm (T režimas) ir 1000 nm (L režimas) ir 450 nm bangos ilgiui, kuris gali sukelti Au tarpbangių perėjimą iš d juostų. į sp laidumo juostą. 47, 48, kaip parodyta srovės ir potencialo kreivėse, išmatuotose įvairiose temperatūrose 4a paveiksle, akivaizdu, kad fotoelemento sumažėjimas, lydimas silicio saulės elementų temperatūros padidėjimo, nebuvo pastebėtas plazmoniniame fotoelektrode; veikiau pastebėta, kad didėjant temperatūrai foto srovė didėja. Naudojant foto srovės priklausomybę nuo temperatūros, 4b paveiksle buvo sukurtas Arrhenius grafikas kiekvienam švitinimo bangos ilgiui. Nustatyta, kad LSPR sužadinimo metu yra 50 12 kJ mol- 1 aktyvacijos energijos (650 ir 1000 nm bangos ilgiai), o Au interband juostos perėjimas (450 nm bangos ilgis) turi 29 kJ mol −1 energijos. Šis energijos skirtumas reiškia, kad elektronų perdavimo procesas gali skirtis tarp perėjimo tarp juostų ir LSPR sužadinimo. Be to, buvo išmatuota plazmoninės fotoelektrinės konversijos priklausomybė nuo švitinimo laiko 200 val. Patvirtinta, kad stabilus foto srovė gali išlikti 200 h vandeniniuose elektrolitų tirpaluose, kuriuose nėra elektronų donorų molekulių, kaip parodyta 4c paveiksle. Šis rezultatas rodo, kad vandens molekulės gali tarnauti kaip elektronų šaltinis. Konkrečiai buvo iškelta hipotezė, kad deguonis (O 2 ) arba vandenilio peroksidas (H 2 O 2 ) išsiskyrė vandens oksidacijos metu į Au NR įkrautą TiO 2 fotoelektrodą.

Image

a ) Srovės ir potencialo kreivių priklausomybė nuo temperatūros. b ) Arrhenijaus diagrama (taikomas potencialas: 0, 3 V prieš prisotintą kalomelio elektrodą). c ) fotoelektrinės vertės švitinimo laiko priklausomybė per 200 h.

Visas dydis

Elektronų šaltinio nustatymas plazmoninės fotoelektrinės konversijos sistemoje

Remiantis minėtais stebėjimais, buvo nustatytas elektronų šaltinis plazmoninėje fotoelektrinėje konversijos sistemoje. 49 O 2 ir H 2 O 2 kiekis, išsiskyręs iš vandens oksidacijos, buvo kiekybiškai nustatytas dujų chromatografijos / masės spektrometrijos (GC – MS) būdu naudojant vandenį (18-O) (10% izotopo grynumo) 50, 51 ir 51 absorbcijos metodu kaip H 2 O 2 indikatorių naudojant okso (5, 10, 15, 20-tetra (4-piridil) porfinato) titaną (IV). 52 Norint išanalizuoti O 2 ir H 2 O 2 kiekį, kuris išsiskyrė stebėtam foto srovei, buvo kiekybiškai išmatuotas O 2, H 2 O 2 ir elektronų skaičius, siekiant įvertinti ryšį tarp švitinimo laiko ir foto srovės. 5 paveiksle parodytas O2 ir H2O2 reakcijos išeiga kaip stebėto foto srovės ir jos atitinkamo IPCE veikimo spektro funkcija. Kai švitinimo bangos ilgis yra 500 ir 600 nm, o tai gali sukelti Au jungimąsi tarp juostų ir LSPR T-režimą, buvo aiškiai pasiekta beveik stechiometrinė deguonies evoliucija. Tačiau esant švitinimo bangos ilgiui 800 ir 1000 nm, kurie gali sukelti LSPR L-režimą, išsiskyrusio O 2 kiekis sumažėjo, o vietoj jo susidarė H 2 O 2 . Šie rezultatai rodo, kad vandens molekulės veikė kaip elektronų donoras plazmoninėje fotoelektrinėje konversijos sistemoje ir kad vandens molekulės oksidacijos su keturiomis ar dviem fotogeneravimo skylėmis metu buvo pasiekta beveik stechiometrinė O 2 ir H 2 O 2 evoliucija, atitinkamai. Nors daugybe tyrimų buvo pasiekta vandens oksidacija ar vandens padalijimas, naudojant matomos šviesos švitinimą žemiau 700 nm bangos ilgio, 31, 53, 54, 55, 56, 57, šis tyrimas yra pirmasis, kurio metu nustatyta stechiometrinė O 2 evoliucija iš vandens molekulių su artimos infraraudonosios spinduliuotės švitinimas esant 1000 nm (1, 24 eV) bangos ilgiui. Šis rezultatas reiškia, kad vandens oksidacija per keturių elektronų perkėlimą buvo atlikta naudojant plazmoninę fotoelektrinę konversijos sistemą. Jei LSPR indukuoja elektronų perdavimo elektrodo sąsajoje metodą, gali būti suprojektuota sąsaja tarp skirtingų fazių, kuri žymiai sumažina energijos nuostolius. Tikimasi, kad aukščiausia saulės energijos konvertavimo sistema convert 80% (<1300 nm) saulės šviesos saulės energijos gali paversti chemine energija.

Image

O 2 ir H 2 O 2 reakcijos išeiga kaip stebėto foto srovės ir jos atitinkamo IPCE veikimo spektro funkcija.

Visas dydis

Fotoelektrinės konversijos mechanizmas

Šis skyrius detalizuoja plazmoninės fotoelektrinės konversijos mechanizmą. Kaip parodyta energetinėje diagramoje 6 paveiksle, keliama hipotezė, kad sužadintas elektronas perkeliamas į TiO 2 laidumo juostą iškart po Au nanodalelių perėjimo tarp juostų arba jų viduje, kurį sukelia plazmoniniu būdu sustiprintas optinis artimasis laukas, 58 paliekant skylę, įstrigusią TiO 2 paviršiaus būsenose šalia Au / TiO 2 / vandens sąsajos; įstrigusios skylės vėliau gali sukelti vandens molekulių oksidaciją. 59 Yra galimybė, kad ribotoje nanų erdvėje prie Au / TiO 2 sąsajos gali susidaryti ir įstrigti kelios skylės, nes plazmoniškai sustiprintas optinis artimasis laukas yra indukuojamas abiejuose Au nanodalelių galuose, ypač Au / TiO 2 / vandenyje. sąsaja, nustatyta naudojant elektromagnetinius modeliavimus. Todėl negalima ignoruoti potencialo, nes keturios įstrigusios skylės gali vienu metu reaguoti su dviem vandens molekulėmis. Be to, yra tikimybė, kad aktyvavimo energija plazmono rezonanso bangų ilgiuose yra mažesnė nei bangos ilgyje, kuris indukuoja Au tarpsezoninį perėjimą, nes tiesioginis Au sužadinimas gali vykti visame Au NRs. Remiantis siūlomu mechanizmu, plazmoniškai sustiprintas optinis artimasis laukas skatintų vandens oksidaciją, dėl kurio O 2 ir H 2 O 2 evoliucija vyktų net esant mažos energijos bangų ilgiui artimojo infraraudonųjų spindulių srityje. Vis dėlto nežinoma, ar sužadinimo procesas apima perėjimą tarp juostų ar vidinę juostą Au, karšto elektronų perkėlimą ar tiesioginį elektronų, įstrigusių TiO 2 būsenose, sužadinimą. Norint išsamiau suprasti šį mechanizmą, svarbu ištirti elektronų perdavimo dinamiką, naudojant laiku išskiriamą fotoemulsijos elektronų mikroskopiją ir trumpalaikio impulsų lazeriu pumpuojamus pereinamosios absorbcijos matavimus, taip pat apibūdinti kelias TiO 2 įstrigusias skyles. paviršiaus būsenos šalia Au / TiO 2 / vandens sąsajos, naudojant atominės skyros skenavimo perdavimo elektronų mikroskopiją ir elektronų energijos nuostolių spektroskopiją šviesos švitinimo sąlygomis.

Image

„Au NR“ įtaisytos TiO 2 fotoelektrinės sistemos energijos schema. U FB ir U O rodo plokščią TiO 2 potencialą ir atitinkamai redokso potencialus prieš grįžtamąjį vandenilio elektrodą. Simboliai [-] ir [+] atitinkamai nurodo elektroną ir skylę.

Visas dydis

Išvada

Šioje apžvalgoje mes apibendrinome naujausius rezultatus, susijusius su plazmono indukuota fotoelektrine konversija ir vandens oksidacija, naudojant švitinamą matomą ir artimąją infraraudonąją spinduliuotę. Nors šiame tyrime TiO 2 tiesiogiai nesijaudino, „Honda – Fujishima“ efektas buvo pastebėtas net švitinant artimąjį infraraudonąją spindulį, panaudojant plazmoninės antenos efektą. Visų pirma, vandens oksidacija per keturių elektronų perdavimą infraraudonųjų spindulių pagalba būtų sudėtinga dėl didelio per didelio potencialo. Buvo spėliojama, kad dėl LSPR sužadinimo indukuoto elektromagnetinio lauko sustiprinimo, susiformavusioje daugybėje skylių ribotoje nanospaceje, tai leidžia vienu metu oksiduoti dvi vandens molekules ir dramatiškai sumažinti per didelį potencialą. Šie rezultatai rodo, kad šią fotoelektrinę konversijos sistemą galima pritaikyti dirbtinės fotosintezės sistemoms. Pažymėtina, kad ši sistema yra didžiulis žingsnis į priekį, nes ji suteikia galimybę viršyti žaliųjų augalų fotosintezės galimybes per II fotosistemą ( λ : 680 nm), įgalindama konvertuoti platesnį bangų ilgių diapazoną, įskaitant artimąjį infraraudonąją spinduliuotę, kuri nėra šiuo metu naudojamas įprastose dirbtinės fotosintezės sistemose.