量子ドット太陽電池. CdSeナノ結晶で光エネルギーを採集し,メソスコピ的TiO2フィルムに分子的に結合しています
István Robel1, Vaidyanathan Subramanian, Masaru Kuno
1Notre Dame Radiation Laboratory, Department of Chemistry and Biochemistry, University of Notre Dame, Notre Dame, IN 46556-5674, USA.
Journal of the American Chemical Society
|February 16, 2006
まとめ
カドミウムセレニド量子ドット (CdSe QD) は,二酸化チタン (TiO2) フィルムに組み立てられ,可視光刺激で効率的な電子注入を可能にしました. この複合材料は,光電化学電池で12%の光子から電荷のキャリア生成効率を達成しました.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- ナノテクノロジー ナノテクノロジー
- フォトケミストリー フォトケミストリー
背景:
- メソポラス型二酸化チタン (TiO2) 膜は,光伏の応用において極めて重要です.
- 量子ドット (QD) は,光採集のために調整可能な光学特性を提供します.
研究 の 目的:
- カドミウムセレニド (CdSe) 量子ドットをメソスコピックTiO2フィルムに組み込むために.
- CdSe QDからTiO2.2までの電子注入ダイナミクスを調査する.
- 光電化学細胞におけるTiO2-CdSe複合物の性能を評価する.
主な方法:
- QDの組み立てには,二機能表面変形剤 (SH-R-COOH) が使用されました.
- フェムトセカンド短時間吸収スペクトロスコーピーと放出抑制実験が採用されました.
- フォト電化学細胞は,TiO2-CdSe複合物をフォトアノードとして使用して構築されました.
主要な成果:
- CdSe QDはTiO2フィルムにうまく組み立てられました.
- 興奮したCdSe QDからTiO2への効率的な電子注入が確認されました.
- 電子転送速度は7.3 x 10^9から1.95 x 10^11 s^-1.1までだった.
- TiO2-CdSeフォトアノードは,12%の光子から電荷のキャリア生成効率を達成しました.
結論:
- TiO2-CdSe複合物は,光電気化学の応用に有望な材料である.
- 電子伝送と電荷キャリア生成が実証されました.
- インターフェースでの分散と再結合による電子の損失は,効率を制限します.
