通过使用三脚感应器在分子-纳米晶体半导体接口中进行远程电子传输
Elena Galoppini1, Wenzhuo Guo, Wei Zhang
1Chemistry Department, Rutgers University, 73 Warren Street, Newark, New Jersey 07102, USA. galoppin@andromeda.rutgers.edu
Journal of the American Chemical Society
|June 27, 2002
概括
新的三脚感应器显示了有效的电子注入到TiO(2) 纳米粒子中. 它们的特性在表面结合时保持稳定,这表明电子合较弱,并使潜在的太阳能电池应用能够快速传输电荷.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 摄影化学的使用.
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 开发高效的敏化剂对于推动染料敏化太阳能电池 (DSSC) 的发展至关重要.
- 三脚带为将敏感剂固定在纳米粒子表面提供独特的结构优势.
- 了解电子合和传感器半导体接口上的电荷转移动态是关键.
研究的目的:
- 为了合成和表征新的三脚式(II) -多二敏化剂.
- 研究这些敏感剂在溶液中和与金属氧化物表面 (TiO(2) 和ZrO(2) 结合时的兴奋状态和氧化还原特性.
- 阐明在传感器/TiO2接口上的电子注入和重组动力学.
主要方法:
- 四种三脚敏感剂的合成和表征:Ru(bpy) ((2) (((Ad-tripod-phen) ((2+) (1),Ru(bpy) ((2) (((Ad-tripod-bpy) ((2+) (2),Ru(bpy) ((2) (((C-tripod-phen) ((2+) (3),和Ru(bpy) ((2) (((C-tripod-bpy) ((2+) (4).
- 在溶液 (乙酸) 和纳米晶体TiO(2) 和合体ZrO(2) 薄膜上进行光谱 (吸收,排放) 和电化学研究.
- 激发状态衰变和电子注入/再组合过程的动态测量.
主要成果:
- 敏化器1-4的光谱和电化学特性在与TiO(2) 或ZrO(2) 结合时保持不变,这表明电子合较弱.
- 观察到有效且快速的 (k ((cs) > 10 ((8) s (((-))) 兴奋状态电子注入TiO ((2) 中.
- 电子重组动力学遵循了第二阶模型,独立于传感器,对氧化传感器的氧化传感器的扩散系数为~1 x 10~~-11) cm~2) s~-) ~1).
结论:
- 合成的三脚感应器对太阳能转换具有有利的特性.
- 传感器和TiO2之间的弱电子合促进了高效的电子注入.
- 观察到的动力学支持这些敏感器在光伏设备中的潜在应用.
