Name: La récolte de lénergie solaire au moyen de nanocristaux de charge de séparation des solides et de leurs (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-08-23T12:03:00.000+00:00
Duration: 13 min 29 s
Description: Découvrez la fabrication de nanocristaux photoactifs et de films semiconducteurs pour la production d'énergie solaire. Cette méthode permet le couplage direct inorganique de l'absorbeur de lumière et du catalyseur.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Nous tenons à remercier le Dr Felix Castellano (BGSU) et NR Neal pour des discussions et des conseils précieux. Nous tenons à remercier Obor &quot;Matériel Réseaux&quot; du programme et l&#39;Université d&#39;État de Bowling Green pour un soutien financier. Ce travail a été partiellement soutenu par la NSF dans le Prix CHE - 1112227.

1. Synthèse de nanocristaux de ZnSe de base 8 <ol><li> Lieu 7,0 g APD et d&#39;un barreau magnétique, dans un ballon à trois cols. </li><li> Dans un ballon séparé, mélanger 0,063 g et 2,4 Se TOP ml et ajouter une barre d&#39;agitation magnétique. Le mélange de sélénium et TOP doit être dégazée sous vide pendant 30 min. </li><li> Degas APD pendant 90 min à 120 ° C, puis mis sous flux d&#39;Ar avec un verre d&#39;échappement de large. </li><li> APD chaleur à 300 ° C et, et injecter mélange de Se. Laisser la température de retour à 300 ° C. </li><li> Injecter 1,0 ml d&#39;Et 2 Zn (10% en poids. Dans l&#39;hexane) dans le ballon de réaction et permettre de réagir à 265 ° C pendant environ 3 minutes, ou jusqu&#39;à ce que le pic d&#39;absorption exciton se déplace à une longueur d&#39;onde désirée (λ = 350-400 nm), sur lesquels enlever le ballon de le chauffe-ballon. </li><li> Une fois la température du ballon de réaction tombe à ~ 60 ° C, ajouter 12 ml de méthanol et scission entre deux tubes à centrifuger de 15 ml, couronnant avec du méthanol. Centrifuger pendant 5 min et versezla phase liquide. Redissoudre les nanocristaux précipités dans le toluène et le répéter. </li></ol> 2. La croissance des tiges CdS sur ZnSe Cores 9 <ol><li> Mélanger 3,0 g TOPO, 0,280 g ODPA, 0,080 g HPA, et 0,090 g CdO et ajouter une barre d&#39;agitation magnétique dans un ballon à trois cols. </li><li> Dans un ballon séparé, mélanger 0,120 g S, et 4,0 ml TOP et ajouter une barre d&#39;agitation magnétique. </li><li> Degas CdO solution pendant 45 min à 150 ° C et TOP pendant 45 min à 120 ° C, puis mis sous flux d&#39;Ar avec échappements verre large. </li><li> Chauffer la solution CdO à 380 ° C jusqu&#39;à ce que CdO est dissous et la solution est limpide et incolore. Pendant ce temps, chauffer la solution S à 120 ° C jusqu&#39;à ce que S est dissous et le mélange est limpide et incolore. </li><li> Ajouter tous les ZnSe partir de l&#39;étape 1 à la solution S. </li><li> Ajouter 2,0 ml de la solution TOP Cd et laissez la température de retour à 380 ° C. Une fois 380 ° C est atteinte, immédiatement injecter la solution dans la solution S cx. </li><li>Laissez les nanotubes de croître pendant 6-9 min, y compris le temps de récupération de température, et enlever le ballon de la chauffe-ballon. Plus la solution est laissée à la chaleur, le plus les tiges sera. </li><li> Le produit peut être un gel vert, ajouter le chloroforme pour liquéfier et divisée en deux flacons. </li><li> Nanocristaux précipité dans l&#39;éthanol, décante la phase liquide, et redissoudre le précipité dans du chloroforme nanocristaux. </li></ol> 3. La croissance de Pt Conseil sur les tiges 10 du CDS <ol><li> Mélanger 0,2 ml OA, 0,2 ml oléylamine, 10 diphényléther ml et 43 mg 1,2-hexadécanediol et ajouter une barre d&#39;agitation magnétique dans un ballon. </li><li> Dégazer le mélange pendant 1 heure à 80 ° C, puis mis sous flux d&#39;Ar et d&#39;accroître température à 200 ° C. </li><li> Ajouter un mélange de tiges de CdS dans le chloroforme et 20 mg de Pt (II) acétylacétonate. Après 5-7 min du mélange réactionnel étant à 190 ° C, la solution devient noire. Retirer le ballon de la chaleur. </li><li> Nanocristaux précipiter dans un 1Mélange 00:03 de méthanol au chloroforme avec une centrifugeuse et jeter la phase liquide. Redissoudre les cristaux précipités dans du chloroforme et de répétition. </li></ol> 4. Échange de ligand avec MUA 11 <ol><li> Dans un flacon, disperser nanotiges dans 10 ml de chloroforme. </li><li> Ajouter 0,1 g MUA à la solution nanotige et sonication jusqu&#39;à ce que tout le MUA est dissoute. </li><li> Dans un flacon séparé, dissoudre 0,1 g de KOH dans 20 ml d&#39;eau distillée triple (TDW). </li><li> Ajouter environ 5,0 ml de la solution TDW à la solution nanotige et agiter vigoureusement. </li><li> Centrifuger le mélange de l&#39;étape 4.4 à 6000 rpm pendant 1 min pour séparer les phases aqueuse et organique. </li><li> Recueillir le haut (aqueuse) et ajouter du méthanol pour obtenir une solution qui est de 3:1 méthanol à l&#39;eau. </li><li> Centrifuger le mélange de l&#39;étape 4,6 à 6000 rpm pendant 2 minutes pour précipiter les nanocristaux. Décanter la phase liquide et redisperser les cristaux précipités par sonication dans TDW. </li><li> Si l&#39;organic phase de l&#39;étape 4.5 conserve encore une partie de la couleur de la solution initiale nanocristal, répétez les étapes 4.4 à 4.7. </li></ol> 5. Synthèse de PbS Noyaux (Adapté de la réf. 12) <ol><li> Mélanger 0,49 g de PbO, 18 ml ODE, et 1-16 ml OA (fonction de la taille désirée, les rendements OA plus grosses particules) et d&#39;ajouter une barre d&#39;agitation magnétique dans un ballon à trois cols. </li><li> Dans un ballon séparé, ajouter 10 ml ODE et d&#39;un barreau magnétique. </li><li> Degas deux flacons pendant 1 heure à 120 ° C, puis mis sous flux d&#39;argon. </li><li> Chauffer la solution de Pb à 135 ° C. Pendant ce temps, laisser refroidir le ballon contenant uniquement ODE à la température ambiante. </li><li> Ajouter 0,21 ml TMS à l&#39;ODE température ambiante, puis injecter le mélange dans la solution de Pb à 135 ° C. </li><li> Chauffer le mélange à 135 ° C pendant 1-5 min (selon la taille désirée, plus les rendements de chauffage particules les plus grosses), et le placer dans un bain de glace pour arrêter la réaction. </li><li> Nanocristaux précipité dans l&#39;acétone distillée, verser desf la phase liquide, et dissoudre les cristaux précipités dans le toluène. Répéter deux autres fois. </li></ol> 6. La croissance de CdS Shell sur PbS noyaux 13 <ol><li> Mélanger 1,0 g CdO, 6 ml OA, et 15 ml ODE et ajouter une barre d&#39;agitation magnétique dans un ballon à trois cols. </li><li> Dans un ballon séparé ajouter 20-40 mg de cœurs PbS dissous dans du toluène et d&#39;un barreau magnétique. </li><li> Chauffer la solution CdO à 280 ° C jusqu&#39;à ce que la solution est limpide et incolore, puis refroidir à 100 ° C. </li><li> Chauffer la solution de PBS à 110 ° C pendant pas plus de 5 minutes pour faire évaporer l&#39;excès, mais pas la totalité, du solvant, puis injecter la solution de cadmium. </li><li> Chauffer lentement le mélange réactionnel à 120-160 ° C (selon l&#39;épaisseur désirée coquille). Pour plus minces coquilles (1-2 monocouches) stopper la réaction immédiatement après l&#39;injection de la solution de cadmium. </li><li> Une fois que la température désirée est atteinte, arrêter la réaction en plaçant le ballon dans un bain de glace. </li><li> Précipiter des cristaux dans de l&#39;éthanol, pour de la phase liquide, et redissoudre les cristaux précipités dans le toluène. Répéter deux fois. Le cycle de nettoyage final, dissoudre les cristaux et de stocker dans l&#39;octane anhydre. </li></ol> 7. Préparation de TiO 2 sur FTO / substrats de verre <ol><li> Lavez le FTO verre enduit avec du détergent (Alconox) et rincer avec de l&#39;eau déminéralisée. </li><li> Soniquer le verre dans le méthanol, l&#39;acétone, puis isoproponal, pour 5 min chacune et sec avec un débit Ar. </li><li> Placer le verre dans un bain de 75 mM de TiCl 4 dans de l&#39;eau désionisée et de la chaleur (sous air) pendant 30 min à 70 ° C. </li><li> Rincer le verre avec de l&#39;eau déminéralisée et sécher avec Ar, puis la chaleur (dans l&#39;air) à 450 ° C pendant 1 heure et laisser refroidir à température ambiante. </li><li> Tandis que le verre se refroidit, se dissolvent TiO 2 en pâte Dyesol terpinol dans un rapport de 3:1 en poids. </li><li> 3 gouttes lieu du mélange de TiO 2 sur le centre de la face de FTO une lame de verre sec qui a été traitée avec un TiCl 4rotation d pendant 6 sec à 700 rpm et 1 min à 2.000 tours par minute. </li><li> Recuire le glissement dans l&#39;air à 450-500 ° C jusqu&#39;à ce que le film vire au brun, ensuite ciel dégagé. </li></ol> 8. Spin Coating PbS / CdS dans un film <ol><li> Toutes les étapes de revêtement de spin sont réalisées dans une boîte à gants argon. </li><li> Lieu 4-5 gouttes de PBS / CdS à indice d&#39;octane (10 mg / ml) sur une lame encore à l&#39;étape 7 et laissez répartis jusqu&#39;à ce que le centre commence à sécher, puis tourner pendant 5 secondes à 600 tours par minute puis 15 secondes à 2500 tours par minute. </li><li> Placer 10 gouttes d&#39;une AMP 1:3: solution de méthanol sur la diapositive pour couvrir entièrement la surface, et un essorage pendant 5 secondes à 600 tours par minute, puis 15 secondes à 2500 rpm. </li><li> Laver la surface avec du méthanol en plaçant 10 gouttes sur le coulisseau et la filature de 5 s à 600 min, puis 15 secondes à 2.500 tours par minute. </li><li> Laver la surface à l&#39;indice d&#39;octane par la méthode décrite à l&#39;étape 8.4. </li><li> Répéter les étapes 8.2 à 8.5 pour chaque couche successive du film. </li><li> Recuire le film après chaque troisième couche à 150 ° C pendant 15 min. Le fiFilm interne doit avoir une absorbance 1,5 près à la longueur d&#39;onde du pic de la Caroline du Nord. </li></ol> 9. Dip Coating PbS / CdS Films <ol><li> Préparer une solution de 0,43 g d&#39;acétate de cadmium dans 80 ml de méthanol dans un bécher assez grand pour immerger complètement l&#39;échantillon. </li><li> Préparer une solution de sulfure de sodium nonahydraté (Na 2 S • 9H 2 O) dans 80 ml ​​de méthanol dans un bécher assez grand pour immerger complètement l&#39;échantillon. </li><li> Immerger l&#39;échantillon pendant 1 min dans le bain de cadmium, et rincer avec du méthanol. Puis plonger pendant 1 min dans le bain Sulfer, et rincer avec du méthanol. </li><li> Répétez l&#39;étape 9.3 jusqu&#39;à ce que les pores sont remplis (en général 4-8 fois). </li><li> Recuire l&#39;échantillon à 150 ° C pendant 15 min. </li></ol> 10. Traiter les films avec CTAB 14 <ol><li> Lieu de 0,25 ml de CTAB, dissous dans le méthanol, à une concentration de 10 mg / ml, sur le film de l&#39;étape 9 et laisser reposer pendant 1 min, puis tourner à 2500 tours par minute pendant 30 sec. </li&gt; <li> Rincer la lame avec 10 gouttes de méthanol et de spin à sec. </li><li> Répétez 10.1 et 10.2 fois. </li></ol> 11. Les résultats représentatifs L&#39;évolution des spectres d&#39;absorption et d&#39;émission correspondant à ZnSe / CdS / CN Pt au cours de chaque étape de la synthèse est suivie dans la figure 1. On peut voir que la figure 1b exprime les pics d&#39;absorption à ~ 350 nm et ~ 450, caractéristiques de ZnSe et CdS, respectivement, et, surtout, affiche désormais l&#39;apparition d&#39;un pic à ~ FL 550 nm. Cette fonctionnalité FL est un résultat de décroissance excitonique émissive à travers le ZnSe / interface CdS. Ce type II interdomaine FL est alors stoppée par la croissance de la pointe de Pt (figure 1c), en raison de l&#39;injection rapide de la électrons délocalisés dans la partie métallique. Cette séparation de charge ultra-rapide permet l&#39;utilisation de l&#39;électronique pour la réduction photocatalytique de l&#39;eau. Hydrophiles ligands MUA sont ensuite ajoutés pour faciliter èmee retrait du trou à partir du domaine de ZnSe, en augmentant la stabilité inhibant l&#39;oxydation du noyau semi-conducteur, ce qui permet la réduction soutenue de solaire H 2 (figure 2). À la suite de trou balayage, les ligands organiques deviennent plus sensibles à la photodégradation, mais cela peut être tout simplement atténué par l&#39;ajout de ligands frais, comme on le voit dans la figure 2. Ainsi, l&#39;introduction de ligands hydrophiles non seulement rendre le CN soluble dans l&#39;eau, mais ils ont aussi ajuster l&#39;énergétique du système pour protéger la nanostructure au coût du peu coûteuse, facile à remplacer tensioactifs organiques. Pour PbS / CdS nanocristal solides, la figure 3a et 3b montre un schéma du procédé de fabrication et le dispositif final. Figure 3c, une image MET des nanocristaux coeur / coquille, montre que les infiltrats CdS uniformément autour du noyau PbS. Le solide nanocristal se révèle être relativement exempt de pores dansLa figure 3d, une image au MEB de la section transversale d&#39;un dispositif. Une des conséquences de la croissance de la coquille, qui est observable, est un décalage vers le bleu à la fois l&#39;absorption et des pics d&#39;émission. Cette évolution est attribuable à la diminution de base PbS que les ions Cd s&#39;infiltrer davantage dans le noyau, et peut être vu dans la figure 4. Une forte augmentation de l&#39;émission peut également être vu dans la figure 4, en raison de l&#39;isolement renforcé quantique fournies par le shell CdS. La couche de CdS non seulement augmente l&#39;émission, il protège également le cœur, ce qui augmente la stabilité thermique du solide, à près de 200 ° C, près de 50 ° C plus élevée que d&#39;un solide PbS nanocristal seul. Les cellules solaires construites en utilisant cette architecture solide nanocristal ont non seulement montré une meilleure stabilité thermique, mais ont également été montré pour avoir des tensions de circuit ouvert (plus élevé aussi haut que 0,7 V) que les films ayant pour thématique organiquement liées. Ces films ont également montré une tolérance beaucoup plus élevé à des atmosphères d&#39;oxygène, d&#39;une durée de slusieurs jours dans des conditions atmosphériques normales sans dégradation. <img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/4296/4296fig1.jpg" /> Propriétés Figure 1. Optiques de heteronanocrystals ouvrés. (A). L&#39;absorbance du CN ZnSe montrant une caractéristique λ = excitonique à 390 nm. Bandage émission n&#39;a pas été observé pour ces échantillons. (B). D&#39;émission et d&#39;absorption de ZnSe / CdS nanotiges issues de ZnSe CN coeur. (C). Absorbance de ZnSe / CdS nanotiges après le dépôt de Pt. <img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/4296/4296fig2.jpg" /> Figure 2. Evolution de la production d&#39;hydrogène sur MUA plafonné ZnSe / CdS / Pt heteronanocrystals. La production d&#39;hydrogène est repris lors de l&#39;ajout de nouveaux ligands à la ZnSe / CdS / nanoparticules Pt. Le taux de production de H2 (la pente de la courbe expérimentale nouveau) après l&#39;addition de ligands frais (8-12<html> h) est approximativement la même que la dégradation de l&#39;avant initiale (0-8 h). <img alt="Figure 3" src="/files/ftp_upload/4296/4296fig3.jpg" /> Figure 3. Représentation schématique de (a) les étapes de la fabrication de nanocristaux solides et (b) du dispositif photovoltaïque finale. Voici les images de MEB (c) PbS / CdS core / shell nanocristaux et (d) une vue de côté du solide nanocristal. <img alt="Figure 4" src="/files/ftp_upload/4296/4296fig4.jpg" /> Changements figure 4. Dans l&#39;absorption (en bas) et d&#39;émission (CN haut de PbS résultant du dépôt d&#39;environ 1 monocouche de l&#39;enveloppe CdS. La contraction de l&#39;âme de la PbS échangeuse de cations est réfléchie en tant que décalage ≈ 150 nm en tant spectres. L&#39;intensité de fluorescence PbS est accrue en raison de la formation de type 1 hétérostructure. ve_content &quot;fo: keep-together.within pages =&quot; always &quot;&gt; <img alt="Figure 5" src="/files/ftp_upload/4296/4296fig5.jpg" /> Figure 5. Représentation schématique de l&#39;alignement dans le niveau d&#39;énergie (a) ZnSe / CdS / Pt de base / tige / structures à pointes et (b) ZnTe / CdS / Pt de base / tige / embout structures. Le choix des matériaux appropriés est de la plus haute importance dans ces dispositifs, comme des trous de structures ensemencées ZnTe s&#39;asseoir dans un niveau d&#39;énergie qui permet de voyager au ligand défavorable.

<ol><li>Kamat, P. V., Flumiani, M., Dawson, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metal+-+Metal+and+Metal-+Semiconductor+Composite+Nanoclusters%5BTitle%5D)+AND+%22Colloids+Surf.+A%22%5BJournal%5D)">Metal - Metal and Metal- Semiconductor Composite Nanoclusters.</a> Colloids Surf. A. 202, 269-279 (2002).</li>
<li>Dawson, A., Kamat, P. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Complexation+of+Gold+Nanoparticles+with+Radiolytically+Generated+Thiocyanate+Radicals+%28%28SCN%292%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+B%22%5BJournal%5D)">Complexation of Gold Nanoparticles with Radiolytically Generated Thiocyanate Radicals ((SCN)2.</a> J. Phys. Chem. B. 105, 960-966 (2001).</li>
<li>Borensztein, Y., Delannoy, L., Djedidi, A., Barrera, R. G., Louis, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monitoring+of+the+Plasmon+Resonance+of+Gold+Nanoparticles+in+Au%2FTiO2+Catalyst+under+Oxidative+and+Reducing+Atmospheres%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+C%22%5BJournal%5D)">Monitoring of the Plasmon Resonance of Gold Nanoparticles in Au/TiO2 Catalyst under Oxidative and Reducing Atmospheres.</a> J. Phys. Chem. C. 114, 9008(2010).</li>
<li>Acharya, K. P., Khnayzer, R. S., O'Connor, T., Diederich, G., Kirsanova, M., Klinkova, A., Roth, D., Kinder, E., Imboden, M., Zamkov, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Role+of+Hole+Localization+in+Sacrificial+Hydrogen+Production+by+Semiconductor-Metal+Heterostructured+Nanocrystals%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">The Role of Hole Localization in Sacrificial Hydrogen Production by Semiconductor-Metal Heterostructured Nanocrystals.</a> Nano Lett. 11, 2919(2011).</li>
<li>Amirav, L., Alivisatos, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photocatalytic+Hydrogen+Production+with+Tunable+Nanorod+Heterostructures%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+Lett%22%5BJournal%5D)">Photocatalytic Hydrogen Production with Tunable Nanorod Heterostructures.</a> J. Phys. Chem. Lett. 1, 1051-1054 (2010).</li>
<li>Pattantyus-Abraham, A. G., Kramer, I. J., Barkhouse, A. R., Wang, X., Konstantatos, G., Debnath, R., Levina, L., Raabe, I., Nazeeruddin, M. K., Gratzel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Depleted-Heterojunction+Colloidal+Quantum+Dot+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Depleted-Heterojunction Colloidal Quantum Dot Solar Cells.</a> ACS Nano. 4, 3374-3380 (2010).</li>
<li>Kinder, E., Moroz, P., Diederich, G., Johnson, A., Kirsanova, M., Nemchinov, A., O'Connor, T., Roth, D., Zamkov, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+All-Inorganic+Nanocrystal+Solids+through+Matrix+Encapsulation+of+Nanocrystal+Arrays%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Amer.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Fabrication of All-Inorganic Nanocrystal Solids through Matrix Encapsulation of Nanocrystal Arrays.</a> J. Amer. Chem. Soc. 133, 20488-20499 (2011).</li>
<li>Davide, C. P., Liberato, M., Lucia, C. M., Stefan, K., Cinzia, G., Marinella, S., Angela, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shape+and+Phase+Control+of+Colloidal+ZnSe+Nanocrystals%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Mater%22%5BJournal%5D)">Shape and Phase Control of Colloidal ZnSe Nanocrystals.</a> Chem. Mater. 17, 1296-1306 (2005).</li>
<li>Carbone, L., Nobile, C., de Giorgi, M., Sala, F. D., Morello, G., Pompa, P., Hytch, M., Snoeck, E., Fiore, A., Franchini, I. R., Nadasan, M., Silvestre, A. F., Chiodo, L., Kudera, S., Cingolani, R., Krahne, R., Manna, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+Micrometer-Scale+Assembly+of+Colloidal+CdSe%2FCdS+Nanorods+Prepared+by+a+Seeded+Growth+Approach%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Synthesis and Micrometer-Scale Assembly of Colloidal CdSe/CdS Nanorods Prepared by a Seeded Growth Approach.</a> Nano Lett. 7, 2942-2950 (2007).</li>
<li>Habas, S. E., Yang, P., Mokari, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selective+Growth+of+Metal+and+Binary+Metal+Tips+on+CdS+Nanorods%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Selective Growth of Metal and Binary Metal Tips on CdS Nanorods.</a> J. Am. Chem. Soc. 130, 3294-3295 (2008).</li>
<li>Costi, R., Saunders, A. E., Elmalem, E., Salant, A., Banin, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visible+Light-Induced+Charge+Retention+and+Photocatalysis+with+Hybrid+CdSe-Au+Nanodumbbells%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Visible Light-Induced Charge Retention and Photocatalysis with Hybrid CdSe-Au Nanodumbbells.</a> Nano Lett. 8, 637-641 (2008).</li>
<li>Hines, M. A., Scholes, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Colloidal+PbS+Nanocrystals+with+Size-Tunable+Near-Infrared+Emission%3A+Observation+of+Post-Synthesis+Self-Narrowing+of+the+Particle+Size+Distribution%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Colloidal PbS Nanocrystals with Size-Tunable Near-Infrared Emission: Observation of Post-Synthesis Self-Narrowing of the Particle Size Distribution.</a> Adv. Mater. 15, 1844-1849 (2003).</li>
<li>Pietryga, J. M., Werder, D. J., Williams, D. J., Casson, J. L., Schaller, R. D., Klimov, V. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Utilizing+the+Lability+of+Lead+Selenide+to+Produce+Heterostructured+Nanocrystals+with+Bright%2C+Stable+Infrared+Emission%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Utilizing the Lability of Lead Selenide to Produce Heterostructured Nanocrystals with Bright, Stable Infrared Emission.</a> J. Am. Chem. Soc. 130, 4879-4885 (2008).</li>
<li>Tang, J., Kemp, K. W., Hoogland, S., Jeong, K. S., Liu, H., Levina, L., Furukawa, M., Wang, X., Debnath, R., Cha, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Colloidal-quantum-dot+photovoltaics+using+atomic-ligand+passivation%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mat%22%5BJournal%5D)">Colloidal-quantum-dot photovoltaics using atomic-ligand passivation.</a> Nat. Mat. 10, 765-771 (2011).</li>
</ol>

Aucun conflit d&#39;intérêt déclaré.

Cette étude démontre comment les architectures composites de nanocristaux inorganiques peuvent être utilisées pour obtenir une séparation spatiale des charges photo-induites. En particulier, ces composites permettent d&#39;affiner la répartition des charges entre les deux domaines, qui sont alors disponibles pour réaliser soit fonction photocatalytique ou photovoltaïque. Par exemple, photocatalyseurs efficaces peuvent être faites si donneur et accepteur domaines nanocristaux sont intégrés dans une nanoparticule unique. ...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nom du réactif </td><td> Entreprise </td><td> Numéro de catalogue </td><td> Commentaires (optionnel) </td></tr><tr><td> octadécylamine (APD), 90% </td><td> Pêcheur </td><td> AC12932-0050 </td><td></td></tr><tr><td> le sélénium (Se), 200 mesh </td><td> Acros </td><td> AC19807-2500 </td><td></td></tr><tr><td> tri-n-octylphosphine (TOP), 97% </td><td> Strem </td><td> 15-6655 </td><td> Sensible à l&#39;air </td></tr><tr><td> diéthyl zinc (Et2Zn), 10% en poids. </td><td> Aldrich </td><td> 22080 </td><td> Sensible à l&#39;air, la lumière Sensible </td></tr><tr><td> méthanol, 99,8%, anhydre </td><td> Aldrich </td><td> 179337 </td><td></td></tr><tr><td> le toluène, 99,8%, anhydre </td><td> Aldrich </td><td> 244511 </td><td></td></tr><tr><td> tri-n-octylphosphine oxyde (TOPO), 99% </td><td> Aldrich </td><td> 223301 </td><td></td></tr><tr><td> n-octadécylphosphonique acide (ODPA), 98% </td><td> Synthèse PCI </td><td> 104224 </td><td></td></tr><tr><td> hexylphosphonic acide (HPA), 98% </td><td> Synthèse PCI </td><td> 4721-24-8 </td><td></td></tr><tr><td> l&#39;oxyde de cadmium (CdO), 99,99% </td><td> Aldrich </td><td> 202894 </td><td></td></tr><tr><td> soufre (S), 99,999% </td><td> Acros </td><td> AC19993-0500 </td><td> Forte odeur </td></tr><tr><td> 11-mercaptoundécanoïque acide (MUA), 95% </td><td> Aldrich </td><td> 450561 </td><td></td></tr><tr><td> l&#39;hydroxyde de potassium (KOH) </td><td> Acros </td><td> AC13406-0010 </td><td></td></tr><tr><td> chloroforme </td><td> VWR </td><td> EM-1-CX1059 </td><td></td></tr><tr><td> l&#39;oxyde de plomb (PbO), 99,999% </td><td> Aldrich </td><td>32306-1KG </td><td></td></tr><tr><td> 1-octadécène (ODE), 90% </td><td> Aldrich </td><td> O806-25ML </td><td></td></tr><tr><td> l&#39;acide oléique (OA), 90% </td><td> Aldrich </td><td> O1008-1G </td><td></td></tr><tr><td> bis (triméthylsilyl) sulfure (TMS), le grade synthétique </td><td> Aldrich </td><td> 283134-25G </td><td> Sensible à l&#39;air, une odeur forte, très réactif </td></tr><tr><td> acétone </td><td> EMD Chemicals </td><td> AX0118-2 </td><td></td></tr><tr><td> l&#39;acétate de cadmium </td><td> Acros </td><td> AC31713-5000 </td><td></td></tr><tr><td> sulfure de sodium nonahydraté (Na 2 S • 9H 2 O), 98% </td><td> Alfa Aesar </td><td> CB1100945 </td><td> Sensible à la lumière </td></tr><tr><td> le bromure d&#39;hexadécyltriméthylammonium (CTAB), 99% </td><td> Sigma </td><td> H6269-100G </td><td></td></tr><tr><td> oléylamine, 70% </td><td> Aldrich </td><td> O7805-5G </td><td></td></tr><tr><td> diphényléther </td><td> Alpha Aesar </td><td> 101-84-8 </td><td></td></tr><tr><td> 1,2-hexadécanediol </td><td> TCI </td><td> 6920-24-7 </td><td></td></tr><tr><td> Pt (II) acétylacétonate, 97% </td><td> Aldrich </td><td> 282782-5G </td><td></td></tr><tr><td> l&#39;isopropanol, 99,8%, anhydre </td><td> Acros </td><td> AC32696-0025 </td><td></td></tr><tr><td> tétrachlorure de titane (TiCl4), 99,9% </td><td> Aldrich </td><td> 697079-25G </td><td> Extrêmement sensible à l&#39;air </td></tr><tr><td> dioxyde de titane, DSL 90T </td><td> DYESOL </td><td> DSL 90T </td><td></td></tr><tr><td> terpinéol </td><td> MP Biomédical </td><td> 98-55-5 </td><td></td></tr><tr><td> 3-mercaptopropionique (MPA), 99% </td><td> Alfa Aesar </td><td> A10435 </td><td> Forte odeur </td></tr><tr><td> octane, anhydre, 99% </td><td> Aldrich </td><td> 412236 </td><td></td></tr></tbody></table>

la récolte de l&#39;énergie solaire au moyen de nanocristaux de charge de séparation des solides et de leurs

Harvesting Solar Energy by Means of Charge-Separating Nanocrystals and Their Solids

Conjoindre matériaux semi-conducteurs différents dans un seul nano-composite fournit un moyen de synthèse pour le développement de matériaux nouveaux optoélectroniques qui proposent un meilleur contrôle de la distribution spatiale des porteurs de charges à travers les interfaces matérielles. Comme cette étude le démontre, une combinaison de donneur-accepteur nanocristaux (NC) des domaines dans une nanoparticule unique peut conduire à la réalisation de matériaux efficaces photocatalytiques 1-5, tandis qu&#39;un assemblage de couches de bailleurs de fonds et accepteur de type nanocristaux films donne lieu à des photovoltaïque matériaux. Initialement, le document met l&#39;accent sur la synthèse de nanocristaux inorganiques composites, comprenant ZnSe linéaire empilés, CdS et domaines Pt, qui, ensemble, promouvoir la séparation de charge photoinduite. Ces structures sont utilisées dans des solutions aqueuses pour la photocatalyse de l&#39;eau sous le rayonnement solaire, ce qui entraîne la production de H 2 gazeux. Afin d&#39;améliorer la séparation de photoinduitcharges, une morphologie nanotige avec un gradient linéaire provenant d&#39;un champ électrique est utilisé intrinsèque 5. L&#39;énergétique inter-domaines sont alors optimisées pour conduire les électrons photogénérés vers le site catalytique Pt tout en expulsant les trous à la surface de ZnSe domaines de régénération sacrificielle (via le méthanol). Ici, nous montrons que la seule façon efficace de produire de l&#39;hydrogène est d&#39;utiliser des ligands donneurs d&#39;électrons pour passiver les états de surface en ajustant l&#39;alignement niveau d&#39;énergie à l&#39;interface semiconducteur-ligand. Réduire de manière stable et efficace de l&#39;eau est permise par ces ligands en raison du fait qu&#39;ils sièges devenus vacants dans la bande de valence du domaine semi-conducteurs, ce qui empêche les trous énergétiques de la dégrader. Plus précisément, nous montrons que l&#39;énergie du trou est transférée à la partie ligand, quitter le domaine semi-fonctionnel. Cela nous permet de retourner l&#39;ensemble de nanocristaux ligand système à un état fonctionnel, lorsque les ligands sont dégradées, En ajoutant simplement de nouveaux ligands pour le système 4. Afin de promouvoir une séparation de charge photovoltaïque, nous utilisons un composite à deux couches solides de PbS et TiO 2 films. Dans cette configuration, les électrons sont injectés dans photoinduits TiO 2 et sont ensuite recueillies par une électrode FTO, tandis que les trous sont dirigés vers une électrode via des Au PbS couche 6. Pour développer ce dernier, nous introduisons un semi-conducteur encapsulées tableaux nanocristaux (SMENA) stratégie, qui permet une liaison CN PbS dans la matrice environnante de semi-conducteurs CdS. En conséquence, les solides fabriqués présentent une excellente stabilité thermique, attribuable à la structure hétéroépitaxiale de nanocristal-matrice interfaces, et de montrer convaincant lumière récolte performances dans les cellules solaires prototypes 7.

Une stratégie générale pour le développement de la charge de séparation semi-conducteurs composites nanocristaux déployables pour la production d&#39;énergie solaire est présenté. Nous montrons que l&#39;assemblage de nanocristaux domaines donneur-accepteur dans une géométrie nanoparticule unique donne lieu à une fonction photocatalytique, tout en vrac-hétérojonctions de donneur-accepteur films nanocristal peut être utilisé pour la conversion de l&#39;énergie photovoltaïque.

La récolte de l&#39;énergie solaire au moyen de nanocristaux de charge de séparation des solides et de leurs

L'association de différents matériaux semi-conducteurs au sein d'un seul nanocomposite offre des moyens de synthèse pour le développement de nouveaux matériaux optoélectroniques...

L'objectif général de cette procédure est de fabriquer des nanocristaux photoactifs et des films de nanocristaux. Cela est réalisé en fabriquant d'abord la composante donneur d'électrons de séléniure de zinc. La deuxième étape consiste à faire croître par dépôt supplémentaire du sulfure de cadmium sur le séléniure de zinc afin d'obtenir la composante accepteur d'électrons.Ensuite, le catalyseur métallique est déposé sur la nanoparticule donneur-accepteur de séléniure de zinc et de sulfure de cadmium, permettant la synthèse de films photoactifs de nanocristaux semi-conducteurs. La fabrication de réseaux de nanocristaux de sulfure de plomb intégrés dans une matrice de sulfure de cadmium est ensuite démontrée. Enfin, l'activité photoélectrique de nanocristaux isolés de séléniure de zinc, de sulfure de cadmium, de platine, ainsi que de films de sulfure de plomb et de sulfure de cadmium, est mise en évidence. Ainsi, le principal avantage de cette technique par rapport aux méthodes existantes réside dans sa capacité à assurer un couplage direct entièrement inorganique entre l'absorbant de lumière et le catalyseur.Nous pensons que cette méthode peut contribuer aux recherches en cours dans le domaine de la photocatalyse. Bien que les matériaux fabriqués aient été conçus principalement pour la production d'hydrogène, ils peuvent également être utilisés pour d'autres fonctions catalytiques, telles que la réduction de polluants organiques ou la dissociation de l'eau. Nos nanoparticules sont conçues pour faciliter la conversion rapide de la lumière solaire absorbée en une énergie chimique ou électrique utilisable.Par conséquent, les implications de cette technique s'étendent au développement de matériaux tant photocatalytiques que photovoltaïques. En général, les personnes novices dans cette méthode éprouveront des difficultés en raison de la complexité de la synthèse de ces structures. Pour commencer la synthèse, introduire l'ODA dans un ballon à trois cols muni d'un barreau aimanté.Dans un autre flacon, mélanger le sélénium et le TOP. Ajouter une barrette aimantée dans le flacon. Le mélange de TOP et de sélénium doit être dégazé sous vide pendant 30 minutes.Ensuite, placer le mélange sous flux d'argon avec un embout en verre large. Après avoir chauffé l'ODA à 300 degrés Celsius, injecter le mélange de sélénium, puis rapidement injecter une solution à 10 % de dithyle de zinc dans l'hexane ou le toluène. Laisser réagir à 265 degrés Celsius pendant environ quatre à cinq minutes, ou jusqu'à ce que le pic d'absorbance d'excitation se déplace à la longueur d'onde souhaitée.À ce stade, retirer le ballon du manteau chauffant. Une fois que la température du ballon réactionnel descend à environ 60 degrés Celsius, ajouter cinq millilitres de chloroforme tiède et 12 millilitres de méthanol tiède. Répartir la réaction entre deux tubes centrifuges de 15 millilitres, compléter avec du méthanol après une centrifugation de cinq minutes, verser la phase liquide rouge, redissoudre le nanocristal précipité dans le chloroforme et répéter pour la croissance de tiges de sulfure de cadmium.Combinez des quantités prédosées de topo O-D-P-A-H-P-A et d'oxyde de cadmium. Dans un ballon à trois cols, ajoutez une barre d'agitation magnétique pour mélanger dans un autre flacon contenant une barre d'agitation magnétique.Combiner des quantités prédosées de soufre et de TOP. Désoxygéner la solution d'oxyde de cadmium pendant 45 minutes à 150 degrés Celsius. Pendant ce temps, désoxygéner la solution de TOP pendant 45 minutes à 120 degrés Celsius. Après la désoxygénation, placer à la fois la solution d'oxyde de cadmium et la solution de TOP.Sous flux d'argon avec évacuation de la chaleur par larges tubes en verre, chauffer la solution d'oxyde de cadmium à 380 degrés Celsius jusqu'à ce que l'oxyde de cadmium soit dissous et que la solution devienne limpide et incolore. Chauffer la solution de soufre à 120 degrés Celsius jusqu'à dissolution complète du soufre et jusqu'à ce que le mélange devienne également limpide et incolore. Ensuite, ajouter un cinquième du séléniure de zinc provenant de la section précédente à la solution de soufre.Ajouter 2,0 millilitres de TOP à la solution de cadmium et laisser la température remonter à 380 degrés Celsius. Ensuite, injecter la solution de nanocristaux de soufre dans la solution de cadmium afin de faire croître des tiges. Veiller à ce que la solution reste au-dessus de 345 degrés Celsius.Laisser croître les nano-bâtonnets pendant six à neuf minutes après le début de l'injection. Une fois la croissance des nano-bâtonnets terminée, retirer le ballon du manteau chauffant. Plus la solution reste chauffée longtemps, plus les bâtonnets grandiront.À ce stade, le produit doit être vert et très visqueux. Ajouter du chloroforme pour liquéfier le produit et le répartir dans deux vials. Ensuite, ajouter de l'éthanol et centrifuger pour précipiter les nano-cristaux après la centrifugation.Versez la phase liquide et redissolvez les nanocristaux précipités dans du chloroforme. Poursuivez en faisant croître une pointe de platine à une extrémité du nanobâtonnet, comme indiqué dans le protocole écrit. Après la croissance de la pointe de platine, précipitez puis redissolvez les nanocristaux conformément aux instructions fournies, afin d'achever la fabrication des nanoparticules donneur-accepteur de cellule de zinc et de sulfure de cadmium.Des ligands hydrophobes d'acide oléique sont échangés contre des ligands hydrophiles d'acide MUA. Cela permet à une structure de rester en suspension dans l'eau, ce qui facilite son utilisation dans la production d'hydrogène. Les détails de cette procédure sont également disponibles dans l'article rédigé.La fabrication de films photoactifs à base de nanocristaux semi-conducteurs commence par la synthèse de nanocristaux de sulfure de plomb et la croissance d'une couche de sulfure de cadmium. Comme détaillé dans le manuscrit accompagnant cette vidéo, l'étape suivante consiste à laver à la main la lame de verre FTO dopée au fluor avec un détergent, puis à rincer à l'eau déionisée. Placer la lame dans un bain ultrasonique successif de méthanol, d'acétone et d'isopropanol pendant cinq minutes chacun, puis la sécher sous flux d'argon après la sonication.Placer le verre dans un bain d'eau déionisée contenant du tétrachlorure de titane à 75 millimolaire et chauffer pendant 30 minutes à 70 degrés Celsius. Après rinçage à l'eau déionisée, sécher le verre avec un flux d'argon. Puis chauffer le verre à 450 degrés Celsius dans l'air pendant une heure.Une fois que le verre a refroidi à température ambiante, déposer trois gouttes de dioxyde de titane dissous dans du terpal au centre du côté FTO des lames prétraitées, puis effectuer une rotation pendant six secondes à 700 tr/min, suivie d'une minute. À 2000 tr/min, faire chauffer la lame dans l'air à 450 degrés Celsius jusqu'à ce que le film devienne brun, puis s'éclaircisse. Toutes les étapes de dépôt par rotation sont réalisées dans une boîte à gants Argonne avec le dioxyde de titane préparé lors des étapes précédentes ; commencer par faire tourner la lame de verre à 3000 tr/min, puis ajouter une goutte à la fois les nano-cristaux de sulfure de plomb et de sulfure de cadmium préparés précédemment sur la lame en rotation, et laisser sécher. Ensuite, placer 10 gouttes d'une solution de MPA dans le méthanol sur la lame et la laisser tourner pendant quelques secondes.La surface ne sèchera pas complètement. Lavez la surface avec du méthanol en déposant 10 gouttes sur la lame. Ensuite, rincez-la à nouveau avec de l'octane selon la même méthode.Répétez ces étapes pour chaque couche suivante du film. Effectuez un recuit du film après chaque troisième couche à 150 degrés Celsius pendant 15 minutes jusqu'à ce que le film atteigne l'épaisseur souhaitée. Préparez une solution d'acétate de cadmium dans le méthanol dans un bécher suffisamment grand pour immerger complètement l'échantillon.Préparez ensuite une solution de sulfure de sodium non hydraté dans du méthanol, également dans un bécher suffisamment grand pour immerger complètement l'échantillon. Immergez l'échantillon pendant une minute dans le bain de cadmium et rincez avec du méthanol. Immergez ensuite l'échantillon pendant une minute dans le bain de soufre et rincez avec du méthanol.Répétez ce processus jusqu'à ce que les pores soient remplis, généralement quatre à huit fois. Ensuite, recuitisez l'échantillon à 150 degrés Celsius pendant 15 minutes sous argon. Une fois la fabrication du film de nanoparticules terminée, l'effet photovoltaïque est marqué, avec une tension d'environ 500 millivolts pour une exposition à un soleil à 1,5.Masse d'air. L'évolution des spectres d'absorption et d'émission correspondant aux nano-cristaux de zinc, de sélénure, de sulfure de cadmium et de platine. À chaque étape de la synthèse est montrée ici.Les pics d'absorption apparaissent à environ 350 nanomètres et 450 nanomètres, caractéristiques des transitions ex-cyoniques du sulfure de cadmium. À ce stade, le nanocristal présente notamment le début d'un pic de fluorescence vers 550 nanomètres. Cette caractéristique de fluorescence résulte d'une désactivation ex-cyonique admise à travers l'interface entre le séléniure de zinc et le sulfure de cadmium.Cette fluorescence interdomaine de type deux est ensuite éteinte par la croissance de la pointe de platine en raison de l'injection rapide de l'électron délocalisé dans la partie métallique. Cette séparation ultra-rapide des charges permet d'utiliser l'électron pour la réduction photocatalytique de l'eau. Des ligands MUA hydrophiles sont ensuite ajoutés afin de faciliter l'élimination du trou à partir du domaine de séléniure de zinc.En augmentant la stabilité en inhibant l'oxydation du cœur semi-conducteur, on permet ainsi une production durable d'hydrogène solaire. En raison du piégeage des trous, les ligands organiques deviennent sensibles à la photodégradation, mais cet inconvénient peut être facilement atténué par l'ajout de ligands frais. Ainsi, l'introduction de ligands hydrophiles rend non seulement les nanocristaux solubles dans l'eau, mais ajuste également les paramètres énergétiques du système pour protéger la nanostructure au détriment des tensioactifs organiques peu coûteux et faciles à remplacer.On voit ici une image au microscope électronique en transmission du cœur et de l'enveloppe de nano-cristaux de sulfure de plomb et de sulfure de cadmium, montrant que le sulfure de cadmium pénètre uniformément autour du cœur de sulfure de plomb. On observe que le solide nano-cristallin est relativement exempt de pores. Dans cette image au microscope électronique à balayage montrant la section transversale d'un dispositif, l'un des résultats observables de la croissance de l'enveloppe est un déplacement vers le bleu des pics d'absorbance et d'émission.Ce décalage est attribué à une réduction de la taille du noyau de sulfure de plomb lorsque les ions cadmium pénètrent davantage dans le noyau. Une forte augmentation de l'émission peut également être observée en raison du confinement quantique amélioré offert par l'enveloppe de sulfure de cadmium. La couche de sulfure de cadmium augmente non seulement l'émission, mais protège également le noyau.La couche de sulfure de cadmium augmente la stabilité thermique du solide jusqu'à près de 200 degrés Celsius, soit environ 50 degrés Celsius de plus que celle d'un solide de sulfure de plomb nano-cristallin seul. Lors de la réalisation de cette procédure, il est important de surveiller attentivement la croissance des cristaux lors de la synthèse du noyau de séléniure de zinc.Assurez-vous également que la température ne descende pas en dessous de 345 degrés Celsius lors de la synthèse de la tige de séléniure de zinc et de sulfure de cadmium. Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez comprendre comment créer des matériaux photoactifs, tant en solution que sous forme de films minces. N’oubliez pas que manipuler des produits chimiques tels que le TMS et les métaux lourds peut être extrêmement dangereux, et que des précautions telles qu'une ventilation adéquate et l'utilisation d'équipements de protection doivent toujours être prises lors de l'exécution de cette procédure.

harvesting-solar-energy-means-charge-separating-nanocrystals-their

Research

Recherche

JoVE Journal

Engineering

Ingénierie

Base de silicium polycristallin en couches minces sur des cellules solaires en verre sont fabriqués par dépôt de couches de bore et de silicium dopé phosphore suivies par passivation défaut de cristallisation, et la métallisation. Plasmonique de blocage de lumière est introduit en formant nanoparticules Ag sur la surface cellulaire de silicium coiffé avec un réflecteur diffus résultant dans l'amélioration de ~ 45% photocourant.

Base de silicium polycristallin à couche mince des cellules solaires avec plasmonique amélioré par Light-piégeage

Dispositif intégré, comportant une cellule et triplet-triplet solaire annihilation up-conversion d'unité à colorant a été produit, ce qui donne une meilleure exploitation de la lumière, à partir d'une section plus large du spectre solaire. Compte tenu des niveaux d'irradiation modestes une réponse grandement accrue de photons de basse énergie a été démontrée, ce qui donne un chiffre record de mérite pour les cellules solaires à colorant.

L&#39;intégration d&#39;un système Annihilation Up-conversion triplet triplet visant à accroître à colorant cellule solaire réponse au sous-bande interdite Lumière

Une méthode de fabrication, dans des conditions ambiantes, de dispositifs photovoltaïques organiques en tandem dans une configuration parallèle est présentée. Ces appareils sont dotés d’une cathode commune en nanotubes de carbone traitée à l’air, semi-transparente.

Méthode ambiante pour la production d&#39;un ionique Gated nanotubes de carbone cathode commune dans les cellules solaires organiques Tandem

Le sulfure d’étain (SnS) est un matériau candidat pour les cellules solaires non toxiques abondantes sur Terre. Ici, nous démontrons le processus de fabrication des cellules solaires SnS en utilisant le dépôt de couche atomique, qui donne un rendement de conversion de puissance certifié de 4,36 %, et l’évaporation thermique qui donne un rendement de 3,88 %.

Faire Enregistrez-efficacité SnS cellules solaires par évaporation thermique et Atomic Layer Deposition

La fabrication de réseaux à contraste élevé en tant qu’élément dispersif de séparation du spectre parallèle dans un système photovoltaïque concentré est démontrée. Les procédés de fabrication, y compris la lithographie par nano-impression, la pulvérisation cathodique TiO2 et la gravure ionique réactive, sont décrits. Les résultats de la mesure de la réflectance sont utilisés pour caractériser les performances optiques.

Fabrication de réseaux de contraste élevé pour le fractionnement du spectre dispersif élément d&#39;un système photovoltaïque à concentration

Une méthodologie viable basée sur l’impression par transfert pour introduire des nanostructures métalliques plasmoniques dans les cellules solaires est décrite.  À l’aide de tampons en poly(diméthylsiloxane) à base de nanopiliers, un réseau de nanodisques ordonné à base d’Ag a été intégré à des cellules solaires microcristallines Si hydrogénées standard, ce qui a permis d’améliorer les performances du dispositif grâce au piégeage plasmonique de la lumière.

Intégration de la Lumière de piégeage argent Nanostructures dans hydrogénée microcristalline cellules solaires en silicium par impression par transfert

Ici, nous présentons un protocole pour fabriquer des cellules solaires à couches minces organiques en utilisant une matrice coucheuse mini-slot et caractérisations connexes en ligne de structure en utilisant des techniques de diffusion de synchrotron.

Fabrication d'impression de gros hétérojonction cellules solaires et In Situ Morphologie Caractérisation

Ce protocole décrit la synthèse et de la solution de dépôt inorganique couche de nanocristaux par couche pour produire minces électroniques de films sur des surfaces non-conductrices. encres à solvant stabilisé peuvent produire des dispositifs photovoltaïques complets sur des substrats de verre par rotation et revêtement par pulvérisation après l'échange de ligand post-dépôt et le frittage.

Fabrication de nanocristaux dispositifs photovoltaïques inorganiques entièrement Solution transformés

L'objectif global de ce projet était d'utiliser l'électrospinning pour fabriquer une photoanode avec des performances améliorées pour les cellules solaires sensibilisées au colorant.

Electrospinification d&#39;électrodes photocatalytiques pour cellules solaires sensibilisées aux colorants

Ce manuscrit décrit comment concevoir et fabriquer SMPV1:PC inversé efficace des cellules solaires71BM avec nanotiges de ZnO (NRs) cultivé sur une couche de graines de ZnO dopé Al (AZO) de haute qualité. Le bien alignées verticalement orienté ZnO roupies pièce hautes propriétés cristallines. L’efficacité de conversion énergétique des cellules solaires peut atteindre 6,01 %.

Bien alignées verticalement orienté ZnO nanotige tableaux et leur Application en inversé petite molécule Solar Cells

Une production efficace d'hydrogène solaire a récemment été réalisée sur des systèmes semi-conducteurs-électrocatalyseurs fonctionnalisés dans une demi-cellule photoélectrochimique en microgravité à la Tour de Brême. Ici, nous rapportons les procédures expérimentales pour la fabrication du dispositif semi-conducteur-électrocatalyseur, les détails de la configuration expérimentale dans la capsule de chute et la séquence expérimentale pendant la chute libre.

Méthodes expérimentales pour une production efficace d'hydrogène solaire dans l'environnement de microgravité

Découvrez la fabrication de nanocristaux photoactifs et de films semiconducteurs pour la production d'énergie solaire. Cette méthode permet le couplage direct inorganique de l'absorbeur de lumière et du catalyseur.

La récolte de l'énergie solaire au moyen de nanocristaux de charge de séparation des solides et de leurs

Explorer plus de vidéos