Captación de energía solar por medio de carga de separación nanocristales y sus sólidos

Conjunción diferentes materiales semiconductores en un solo nano-compuesto proporciona medios sintéticos para el desarrollo de nuevos materiales optoelectrónicos que ofrecen un excelente control sobre la distribución espacial de los portadores de carga a través de interfaces de materiales. Como demuestra este estudio, una combinación de donante-aceptor de nanocristales (NC) dominios en una sola nanopartícula puede conducir a la realización de fotocatalíticos eficientes ^1-5 materiales, mientras que un conjunto de capas de donantes y aceptor-como nanocristales películas da lugar a fotovoltaica materiales.

Inicialmente, el documento se centra en la síntesis de compuestos de nanocristales inorgánicos, que comprende ZnSe linealmente apilados, CdS, y los dominios de PT, que promueven conjuntamente separación de carga fotoinducida. Estas estructuras se utilizan en soluciones acuosas para la fotocatálisis del agua bajo la radiación solar, lo que resulta en la producción de H ₂ de gas. Para mejorar la separación de fotoinducidacargos, una morfología nanorod con un gradiente lineal procedente de un campo eléctrico intrínseco se utiliza ^5. La energética entre dominios se optimizan para conducir electrones fotogenerados hacia el sitio catalítico de Pt, mientras que la expulsión de los orificios a la superficie de dominios de ZnSe para la regeneración de sacrificio (a través de metanol). Aquí se muestra que la única manera eficaz de producir hidrógeno es utilizar ligandos donadores de electrones para pasivar los estados de la superficie mediante la regulación de la alineación de nivel de energía en la interfaz semiconductor-ligando. Reducción estable y eficiente del agua es permitido por estos ligandos debido al hecho de que llenar vacantes en la banda de valencia del semiconductor de dominio, la prevención de agujeros energéticos de degradarlo. Específicamente, se muestra que la energía del agujero se transfiere al resto de ligando, dejando el dominio funcional semiconductor. Esto nos permite devolver la totalidad del nanocristal-ligando sistema a un estado funcional, cuando los ligandos son degradados, Por simple adición de ligandos frescos para el sistema ^4.

Para promover una separación de carga fotovoltaica, se utiliza un compuesto de dos capas sólido de PBS y TiO ₂ películas. En esta configuración, los electrones fotoinducida se inyectan en TiO ₂ y posteriormente son recogidos por un electrodo FTO, mientras que los agujeros se canalizan a través de un electrodo de Au PbS capa ^6. Para desarrollar este último se introduce un semiconductor encapsulado matriz Matrices de nanocristales (Smena) Estrategia, que permite la unión CN PbS en la matriz circundante de semiconductor CdS. Como resultado, los sólidos fabricados presentan una excelente estabilidad térmica, que se atribuye a la estructura heteroepitaxial de nanocristales de matriz de interfaces, y muestra convincente captador de luz desempeño en prototipos de células solares ^7.