メソポラス NiO フィルムにおける表面状態の役割を理解する
Lei Tian1, Robin Tyburski1, Chenyu Wen2
1Department of Chemistry, Ångström Laboratories, Uppsala University, Box 523, SE75120 Uppsala, Sweden.
Journal of the American Chemical Society
|October 16, 2020
まとめ
メソポラスニッケル酸化物 (NiO) フィルムの表面状態は,染料感受性太陽電池 (p-DSC) の伝導性と性能の鍵です. これらの状態の減少は染料の再生と穴の輸送に影響を与え,p-DSCの動作のための新しいメカニズムを明らかにします.
科学分野:
- 材料科学
- 太陽光発電
- 半導体物理学
背景:
- メソポラスニッケル酸化物 (NiO) 膜の表面状態は,大体とは異なるユニークな性質を示す.
- これらの表面状態は,表面間の電子伝送と化学種の吸収に大きく影響する.
- 表面状態の機能を理解することは,NiOベースのp型染料感受型太陽電池 (p-DSC) を最適化するために不可欠です.
研究 の 目的:
- メソポラス NiO フィルムの伝導性と性能における表面状態の役割を調査する.
- NiOベースのp-DSCにおける染料再生と穴輸送のメカニズムを解明する.
- 表面状態を制御することによって,NiOフィルムの電子特性を洞察する.
主な方法:
- Al2O3単層でNiOの表面状態を被動化するために,改造された原子層堆積 (ALD)
- パッシビテッドとコントロールのニオンのフィルムを用いたp-DSCの製造と特徴付け.
- 異なる条件下で導電性,染料再生,および穴輸送の分析.
主要な成果:
- Al2O3の単層を使用して,NiOの表面状態の72%の受動化.
- 質量ではなく,表面状態がメソポラスNiO膜の伝導性を決定する.
- 表面状態は染料の再生と穴の輸送に大きく影響し,帯域内ギャップ状態支援のI3減少メカニズムが提案されています.
- 純粋なNiOベースのp-DSCの穴の輸送は,表面状態に浸透して飛び回るため,光強度に依存しません.
結論:
- 表面状態は,メソポラスNiOフィルムの伝導性において支配的な役割を果たします.
- I3 還元のための触媒として帯域内ギャップ状態を含む新しい染料再生機構が提案されています.
- NiOベースのp-DSCの穴輸送は表面状態によって制御され,光に依存しない行動を示す.
- 表面状態の減少は電荷輸送のダイナミクスを変化させ,NiOの電子特性とp-DSCの最適化に関する新しい視点を提供します.
