Güneş enerjisi üretimi için konuşlandırılabilir nanokristal kompozit yarı iletken yük-ayırma geliştirilmesi için genel bir strateji sunulmuştur. Verici-alıcı nanokristal film yığın-heterokavşaklar fotovoltaik enerji dönüşüm için kullanılabilir ederken, bir tek nanoparçacık geometri verici-alıcı nanokristal etki bu montaj bir fotokatalitik işlev yol açmaktadır göstermektedir.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Şarj-Ayırma Nanokristaller ve Bunların Katılar Yoluyla Güneş Enerjisi Hasat
Bu makalede
Özet
Özet
Tek bir nano-kompozit farklı yarıiletken malzemeler conjoining malzeme arabirimleri arasında yük taşıyıcılarının mekansal dağılımı üzerinde üstün bir kontrol olanağı sunan yeni optoelektronik malzemelerin geliştirilmesi için sentetik araçlar sağlar. Bu çalışmanın da gösterdiği gibi donör ve akseptör benzeri nanokristaller filmlerin katmanlı bir derleme fotovoltaik yol verirken, tek bir nanoparçacık donör-alıcı nanokristal (NC) etki bir arada, verimli fotokatalitik 1-5 malzemelerin gerçekleşmesine yol açabilir malzemeler.
Başlangıçta kağıt doğrusal yığılmış ZnSe, CdS ve ortaklaşa fotobaşlatılmış ücret ayrımı teşvik Pt etki, oluşan kompozit inorganik Nanokristallerin sentezi üzerinde duruluyor. Bu yapılar, 2 H gaz üretimi ile sonuçlanan, güneş radyasyonu altında su fotokataliz için sulu çözeltiler kullanılır. Arasında fotobaşlatılmış ayrılması geliştirmek içinmasrafları, içsel bir elektrik alanı gelen bir doğrusal gradyan ile bir nanorod morfoloji 5 kullanılır. Inter-domain enerjetikleri sonra (metanol ile) kurban rejenerasyonu için ZnSe etki yüzeyine delik kovma sırasında Pt katalitik doğru foto elektron götürmek için optimize edilmiştir. Burada hidrojen üretmek için tek etkili yöntem yarıiletken-ligand arayüzü enerji seviyesi hizalama ayar göre yüzey durumları etkisizleştirmek için elektron-verici ligandlar kullanmak olduğunu göstermektedir. Su Kararlı ve etkili azaltma onlar aşağılayıcı ondan enerjik delikleri önlenmesi, yarıiletken etki valans bandında boşalan olması nedeniyle bu ligandlar tarafından izin verilir. Spesifik olarak, deliğin enerji yarı iletken alan fonksiyonel bırakarak, ligand parçası aktarılır olduğunu göstermektedir. Ligandlar bozulmuş olduğunda bu bize, işlevsel bir devlet için tüm nanokristal-ligand sistemi geri dönmelerini sağlayan, Basitçe, sistem 4 taze ligandlar ekleyerek.
Bir fotovoltaik ücret ayrımı teşvik etmek, biz PbS ve TiO 2 film bir kompozit iki tabakalı katı kullanın. Delikleri PbS katmanı 6 üzeri Au elektrot kanalize ederken, bu yapılandırmada, fotobaşlatılmış elektronlar TiO 2 enjekte edilir ve sonradan bir FTO elektrot tarafından alınıyor. İkincisi geliştirmek için biz CdS yarı iletken çevreleyen matriks içine yapıştırma PbS NC veriyor (SMENA) stratejisi, bir Yarıiletken Matrix Kapsüllü nanokristal Diziler tanıtmak. Sonuç olarak, imal edilmiş katı maddeler, mükemmel termal stabilite sergiler nanokristal-matris arayüzleri heteroepitaxial yapı atfedilen ve prototip güneş hücreleri 7 zorlayıcı ışık hasat performans göstermektedir.
Protokol
1. ZnSe Çekirdek Nanokristalleri 8 sentezi
- Sıra 7.0 g ODA ve bir üç boyunlu şişeye, bir manyetik karıştırma çubuğu.
- Ayrı bir şişe içinde, 0.063 g Se ve 2.4 ml TOP birleştirmek ve bir manyetik karıştırma çubuğu ilave edin. TOP ve selenyum ve karışım 30 dakika daha vakum altında gazı alınmalıdır.
- 120 90 dakika Degas ODA ° C, daha sonra geniş bir cam egzoz ile Ar akışı altında koymak.
- Isı 300 ° C ODA ve ve Se karışımı enjekte. 300 ° C'ye kadar sıcaklık iade edelim
- Reaksiyon şişesine Et 2 Zn (ağırlık olarak% 10'dur. Heksan içinde) 1.0 ml enjekte edilir ve uyarım absorbans tepe istenen bir da....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tartışma
Bu çalışmada inorganik Nanokristallerin kompozit mimarileri fotobaşlatılmış ücretleri mekansal ayırma ulaşmak için istihdam edilebilir gösterilmiştir. Özellikle, bu kompozit ince ayar ya fotokatalitik veya fotovoltaik işlevi gerçekleştirmek için kullanılabilir sonra, iki etki alanı karşısında, yüklerin dağılımı sağlar. Verici ve alıcı nanokristal alan tek bir nanoparçacık yerleştirilmiştir Örneğin, etkin fotokatalizörlerin yapılabilir. Bu tür bir sistemin enerjetikleri Şekil 5 'de gösterilmiştir. Bu.......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Açıklamalar
Çıkar çatışması ilan etti.
Teşekkürler
Biz tavsiye ve değerli görüşlerinden dolayı Dr Felix Castellano (BGSU) ve NR Neal kabul etmek istiyorum. Biz minnetle obor "Malzeme Ağlar" programı ve mali destek için Bowling Green State University kabul ediyorsunuz. 1112227 - Bu çalışma kısmen Ödülü CHE kapsamında NSF tarafından desteklenmiştir.
....Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Malzemeler
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Reaktif Adı | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar (isteğe bağlı) |
| octadecylamine (ODA),% 90 | Balıkçı | AC12932-0050 | |
| selenyum (Se), 200 mesh | Acros | AC19807-2500 | |
| tri-n-octylphosphine (TOP),% 97 | Strem | 15-6655 | Hava Duyarlı |
| Dietil çinko (Et2Zn), ağırlık olarak% 10'dur. | Aldrich | 22080 | Hava Hassas, Işık Hassas |
| metanol,% 99,8, susuz | Aldrich | 179337 | |
| toluen,% 99.8, susuz | Aldrich | 244511 | |
| tri-n-octylphosphine oksit (TOPO),% 99 | Aldrich | 223301 | |
| n-octadecylphosphonic asit (ODPA),% 98 | PCI Sentez | 104224 | |
| hexylphosphonic asit (HPA),% 98 | PCI Sentez | 4721-24-8 | |
| kadmiyum oksit (CDO),% 99.99 | Aldrich | 202894 | |
| kükürt (S),% 99.999 | Acros | AC19993-0500 | Güçlü koku |
| 11-mercaptoundecanoic asit (MUA),% 95 | Aldrich | 450561 | |
| potasyum hidroksit (KOH) | Acros | AC13406-0010 | |
| kloroform | VWR | EM-CX1059-1 | |
| oksit (PbO),% 99.999 kurşun | Aldrich | 32306-1KG | |
| 1-octadecene (ODE),% 90 | Aldrich | O806-25ml | |
| oleik asit (OA), 90% | Aldrich | O1008-1G | |
| bis (trimetilsilil) sülfat (TMS), sentetik dereceli | Aldrich | 283134-25G | Hava duyarlı, güçlü bir koku, son derece reaktif |
| aseton | Merck Kimyasallar | AX0118-2 | |
| kadmiyum asetat | Acros | AC31713-5000 | |
| sodyum sülfit nonahydrate (Na 2 S • 9H 2 O),% 98 | Alfa Aesar | CB1100945 | Hassas Işık |
| Heksadesiltrimethil amonyum bromür (CTAB),% 99 | Sigma | H6269-100G | |
| oleylamine, 70% | Aldrich | O7805-5G | |
| difenil eter | Alfa Aesar | 101-84-8 | |
| 1,2-hexadecanediol | TCI | 6920-24-7 | |
| Pt (II) asetilasetonat,% 97 | Aldrich | 282782-5G | |
| izopropanol,% 99.8, susuz | Acros | AC32696-0025 | |
| titanyum tetraklorür (TiCl4),% 99.9 | Aldrich | 697079-25G | Hassas derece hava |
| titanyum dioksit, DSL 90T | Dyesol | DSL 90T | |
| terpinol | MP Biyomedikal | 98-55-5 | |
| 3-mercaptopropionik asit (MPA),% 99 | Alfa Aesar | A10435 | Güçlü koku |
| oktan, susuz,% 99 | Aldrich | 412236 |
Kaynaklar
- Kamat, P. V., Flumiani, M., Dawson, A. Metal - Metal and Metal- Semiconductor Composite Nanoclusters. Colloids Surf. A. 202, 269-279 (2002).
- Dawson, A., Kamat, P. V. Complexation of Gold Nanoparticles with Radiolytically Generated Thiocyanate Radica....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yeniden basım ve izinler
