충전 분리 Nanocrystals와 고체를 통해 태양 에너지를 수확
Summary
태양 에너지 생산을위한 전개 반도체 nanocrystal의 복합를 충전 분리의 개발을위한 일반적인 전략을 제시하고 있습니다. 기증자 – 수용체 nanocrystal 영화의 대량 heterojunctions는 태양 광 에너지 변환에 사용하실 수 있습니다 우리는 하나의 nanoparticle 형태의 기증자 – 수용체 nanocrystal 도메인의 조립 photocatalytic 함수에 상승을 제공합니다을 보여줍니다.
Abstract
단일 나노 복합 서로 다른 반도체 물질을 Conjoining은 자료 인터페이스를 통해 충전 사업자의 공간적 분포에 비해 뛰어난 제어를 제공하는 새로운 광전자 재료의 개발을위한 합성 방법을 제공합니다. 이 연구는 보여으로 기증자와 수용체 같은 nanocrystals 영화의 계층 어셈블리가 태양 광에 상승을 제공하면서, 하나의 nanoparticle의 기증자 – 수용체 nanocrystal (NC) 도메인의 조합, 효율적인 photocatalytic 1-5 재료의 실현 될 수 자료.
처음에는 종이 선형 스택 ZnSe, CD 및 공동 photoinduced 충전 분리를 촉진 PT 도메인을 포함하는 복합 무기 nanocrystals의 합성에 초점을 맞추고 있습니다. 이러한 구조는 H 2 가스의 생산의 결과로, 태양 방사선에 따라 물을 photocatalysis에 수성 솔루션에 사용됩니다. 의 photoinduced 분리를 강화하기 위해비용, 본질적인 전기장에서 발생하는 선형 그라디언트와 nanorod 모폴로지은 5 사용됩니다. 간 도메인 에너지 론은 다음 (메탄올 경유) 희생 재생 용 ZnSe 도메인의 표면에 구멍을 추방하는 동안 PT 촉매 사이트를 향해 photogenerated 전자를 운전하도록 최적화되어 있습니다. 여기 수소를 생산하는 유일한 효율적인 방법은 반도체 – 리간드 인터페이스에서의 에너지 수준의 정렬을 조정하여 표면 상태를 패시베이션하기 전자 – 기부 리간드를 사용하는 것을 보여줍니다. 물 안정적이고 효율적으로 감소가 저하 여기에서 정력적인 구멍을 예방, 반도체 도메인의 원자가 밴드에 공석을 채우는 있다는 사실로 인해 이러한 리간드에 의해 허용됩니다. 특히, 우리는 구멍의 에너지가 반도체 도메인 기능 떠나, 리간드 잔기로 전송됩니다 것으로 나타났습니다. 리간드가 저하하는 경우이 우리가, 기능 상태로 전체 nanocrystal-리간드 시스템을 반환 할 수 있습니다단순히 시스템 4 새로운 리간드를 추가하여.
태양 광 충전 분리를 촉진하기 위해, 우리는 PBS와 티오 두 영화의 합성 두 레이어 고체를 사용합니다. 구멍은 PBS 레이어 6을 통해 끊을 전극에 뚫어하는 동안,이 구성에서, photoinduced 전자는 티오 2에 주입하고 이후 FTO 전극에 의해 선택됩니다. 후자를 개발하기 위해 우리는 CD를 반도체의 주변 행렬로 결합 PBS NCs 수 있습니다 (SMENA) 전략, 반도체 매트릭스 캡슐화 Nanocrystal 배열을 소개합니다. 그 결과, 가공 고체는, 우수한 열 안정성을 전시 nanocrystal 매트릭스 인터페이스의 heteroepitaxial 구조에 기인하고, 프로토 타입 태양 전지 7 강력한 빛을 수확 성능을 보여줍니다.
Protocol
Discussion
이 연구는 무기 nanocrystals의 복합 구조가 photoinduced 요금의 공간 분리를 달성하기 위해 고용 할 수있는 방법을 보여줍니다. 특히, 이러한 복합은 미세 조정 중 photocatalytic이나 태양 광 기능을 수행 할 수 후 사용할 수있는 두 도메인, 전체 요금의 배포를 허용합니다. 기증자와 수용체 nanocrystal 도메인은 단일 nanoparticle에 내장하는 경우 예를 들어, 효율적인 photocatalysts는 만들어 질 수있다. 이러한 시?…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
우리는 조언과 귀중한 토론을 박사 펠릭스 Castellano (BGSU)와 NR 닐을 인정하고 싶습니다. 우리는 굉장히 OBOR "재료 네트워크 '프로그램과 재정 지원을위한 볼링 그린 주립 대학을 인정합니다. 1112227 -이 작품은 부분적으로 상 CHE 아래에있는 NSF에 의해 지원되었다.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| octadecylamine (ODA), 90% | Fisher | AC12932-0050 | |
| selenium (Se), 200 mesh | Acros | AC19807-2500 | |
| tri-n-octylphosphine (TOP), 97% | Strem | 15-6655 | Air Sensitive |
| diethyl zinc (Et2Zn), 10% by wt. | Aldrich | 22080 | Air Sensitive, Light Sensitive |
| methanol, 99.8%, anhydrous | Aldrich | 179337 | |
| toluene, 99.8%, anhydrous | Aldrich | 244511 | |
| tri-n-octylphosphine oxide (TOPO), 99% | Aldrich | 223301 | |
| n-octadecylphosphonic acid (ODPA), 98% | PCI Synthesis | 104224 | |
| hexylphosphonic acid (HPA), 98% | PCI Synthesis | 4721-24-8 | |
| cadmium oxide (CdO), 99.99% | Aldrich | 202894 | |
| sulfur (S), 99.999% | Acros | AC19993-0500 | Strong odor |
| 11-mercaptoundecanoic acid (MUA), 95% | Aldrich | 450561 | |
| potassium hydroxide (KOH) | Acros | AC13406-0010 | |
| chloroform | VWR | EM-CX1059-1 | |
| lead oxide (PbO), 99.999% | Aldrich | 32306-1KG | |
| 1-octadecene (ODE), 90% | Aldrich | O806-25ML | |
| oleic acid (OA), 90% | Aldrich | O1008-1G | |
| bis(trimethylsilyl) sulfide (TMS), synthetic grade | Aldrich | 283134-25G | Air sensitive, strong odor, highly reactive |
| acetone | EMD Chemicals | AX0118-2 | |
| cadmium acetate | Acros | AC31713-5000 | |
| sodium sulfide nonahydrate (Na2S•9H2O), 98% | Alfa Aesar | CB1100945 | Light sensitive |
| hexadecyltrimethyl ammonium bromide (CTAB), 99% | Sigma | H6269-100G | |
| oleylamine, 70% | Aldrich | O7805-5G | |
| diphenyl ether | Alpha Aesar | 101-84-8 | |
| 1,2-hexadecanediol | TCI | 6920-24-7 | |
| Pt (II) acetylacetonate, 97% | Aldrich | 282782-5G | |
| isopropanol, 99.8%, anhydrous | Acros | AC32696-0025 | |
| titanium tetrachloride (TiCl4), 99.9% | Aldrich | 697079-25G | Extremely air sensitive |
| titanium dioxide, DSL 90T | DyeSol | DSL 90T | |
| terpineol | MP Biomedical | 98-55-5 | |
| 3-mercaptopropionic acid (MPA), 99% | Alfa Aesar | A10435 | Strong odor |
| octane, anhydrous, 99% | Aldrich | 412236 |
Referencias
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