Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Chuẩn bị điện cực quang TiO2/Bi2S3 composite thông qua phương pháp hấp thụ và phản ứng lớp ion liên tiếp hỗ trợ siêu âm để cải thiện hiệu suất quang điện
Tóm tắt
Một thành phần quan trọng trong thiết kế tế bào mặt trời màng mỏng hiện đại là điện cực quang. TiO2 là vật liệu điện cực quang phổ biến nhất. Tuy nhiên, TiO2 không có phản ứng đối với hầu hết quang phổ ánh sáng nhìn thấy do khoảng băng rộng của nó. Việc ghép nối chất bán dẫn có thể cải thiện hiệu suất chuyển đổi quang điện của các điện cực quang TiO2 màng mỏng. Trong nghiên cứu của chúng tôi, các mảng TiO2 đã được ghép nối với vật liệu khoảng băng hẹp Bi2S3 để tạo thành một composite TiO2/Bi2S3. Bi2S3 được lắng đọng bằng phương pháp hấp thụ và phản ứng lớp ion liên tiếp (SILAR), sau đó tác động của số vòng lặp lắng đọng lên hiệu suất của film composite được nghiên cứu. Các mẫu thu được đã được xác định bằng nhiễu xạ tia X, hiển vi điện tử quét phát xạ trường, hiển vi điện tử truyền qua, quang phổ phản xạ khuếch tán UV-Vis và đo đạc điện hóa quang. Khi số vòng lặp lắng đọng đạt 10, film composite thể hiện các tính chất quang học và điện tốt nhất. Để cải thiện hiệu suất của film, phương pháp SILAR đã được điều chỉnh với sự hỗ trợ của siêu âm. Dưới cùng một số vòng lặp lắng đọng (3 và 5), mật độ dòng điện của TiO2/Bi2S3 theo phương pháp SILAR có hỗ trợ siêu âm lớn hơn so với phương pháp SILAR đơn lẻ. Trong quá trình SILAR hỗ trợ siêu âm, nhiệt độ và áp suất cao do siêu âm cung cấp đã tăng tốc quá trình hình thành hạt nhân mới và tăng cường tốc độ khuếch tán ion trong dung dịch phản ứng, từ đó hình thành nhiều vật liệu Bi2S3 hơn.
Từ khóa
#TiO2 #Bi2S3 #composite #điện cực quang #phương pháp SILAR #hiệu suất quang điện #hỗ trợ siêu âmTài liệu tham khảo
C.W. Cheng, S.K. Karuturi, L.J. Liu, J.P. Liu, H.X. Li, L.T. Su, A.I.Y. Tok, and H.J. Fan, Small 8, 37 (2012).
P. Baviskar, A. Ennaoui, and B. Sankapal, Sol. Energy 105, 445 (2014).
T.K. Truong, T.V. Doan, H.H. Tran, H.V. Le, V.Q. Lam, H.N. Tran, T.M. Cao, and V.V. Pham, J. Electron. Mater. 48, 7378 (2019).
S.V. Nair, A. Bakakrishnan, K.R.V. Subramanian, A.M. Anu, A.M. Asha, B. Deepika, and B. Mater, Science 35, 489 (2012).
G. Wu, J. Zhang, X. Wang, J. Liao, H. Xia, S.A. Akbar, J. Li, S. Lin, X. Li, and J. Wang, Ceram. Int. 38, 6341 (2012).
V.A. Ganesh, A.S. Nair, H.K. Raut, T.M. Walsh, and S. Ramakrishna, RSC Adv. 2, 2067 (2012).
S.P. Pishekloo, R.S. Dariani, and F. Salehi, Mater. Sci. Semicond. Process. 43, 182 (2016).
G. Liu, T. Schulmeyer, A. Thissen, A. Klein, and W. Jaegermann, Appl. Phys. Lett. 82, 2269 (2003).
Y. Xie, S.H. Yoo, C. Chen, and S.O. Cho, Mater. Sci. Eng. B 177, 106 (2012).
X. Li, X. Han, D. Zhu, Y. Chen, L. Li, Z. Ma, Y. Gu, F. Ren, and J. Huang, Opt. Mater. 91, 101 (2019).
X. Li, X. Han, D. Zhu, Y. Chen, L. Li, F. Ren, and J. Huang, Mater. Res. Express 6, 055910 (2019).
S. Li, J. Huang, X. Ning, Y. Chen, and Q. Shi, Funct. Mater. Lett. 11, 1850055 (2018).
Q. Wang, Z. Liu, R. Jin, Y. Wang, and S. Gao, Sep. Purif. Technol. 210, 798 (2019).
D.B. Salunkhe, D.P. Dubal, J.V. Sali, and B.R. Sankapal, Mater. Sci. Semicond. Process. 30, 33516-342 (2015).
V. Senthamilselvi, K. Saravanakumar, N.J. Begum, R. Anandhi, A.T. Ravichandran, B. Sakthivel, and K. Ravichandran, J. Mater. Sci-Mater. Electron. 23, 302 (2012).
X. Li, Y. Chen, L. Li, and J. Huang, Materials 11, 1759 (2018).
X. Li, L. Li, Z. Ma, J. Lu, A.A. Volinsky, and F. Ren, J. Alloy. Compd. 684, 582 (2016).
Q. Wang, R. Jin, C. Yin, M. Wang, J. Wang, and S. Gao, Sep. Purif. Technol. 172, 303 (2017).
Z.C. Guan, X. Wang, P. Jin, Y.Y. Tang, H.P. Wang, G.L. Song, and R.G. Du, Corros. Sci. 143, 31 (2018).
N. Guijarro, T.L. Villarreal, Q. Shen, T. Toyoda, and R. Gomez, J. Phys. Chem. C 114, 21928 (2010).
F.G. Cai, F. Yang, J.F. Xi, Y.F. Jia, C.H. Cheng, and Y. Zhao, Mater. Lett. 107, 39 (2013).