Nós gostaríamos de agradecer o Dr. Felix Castellano (BGSU) e NR Neal para discussões conselhos e valioso. Agradecemos Obor &quot;Material Networks&quot; do programa e Bowling Green State University de apoio financeiro. Este trabalho foi parcialmente financiado pela NSF sob Prêmio CHE - 1112227.

1. Síntese de Nanocristais Núcleo ZnSe 8 <ol><li> Colocar 7,0 g APD e uma barra de agitação magnética num balão de três tubuladuras. </li><li> Num frasco separado, combinam 0,063 g de Se e de 2,4 TOP ml e adicionar uma barra de agitação magnética. A mistura de TOP e selênio deve ser desgaseificada sob vácuo durante 30 min. </li><li> Degas APD durante 90 min a 120 ° C, em seguida, colocada sob fluxo de Ar com uma descarga de vidro de largura. </li><li> ODA calor a 300 ° C e, e injectar mistura de Se. Deixe retorno temperatura de 300 ° C. </li><li> Injectar 1,0 mL de Et 2 Zn (10% em peso. Em hexano) para o balão de reacção e deixa-se reagir a 265 ° C durante cerca de 3 minutos, ou até que o pico de absorvância exciton desloca-se para um comprimento de onda desejado (λ = 350-400 nm), em que retirar o balão da manta de aquecimento. </li><li> Uma vez que a temperatura do balão de reacção cai para ~ 60 ° C, adicionar 12 ml de metanol e dividida entre dois tubos de centrífuga de 15 ml, cobrindo-se com metanol. Centrifugar durante 5 minutos e decantara fase líquida. Deitam os nanocristais precipitados em tolueno e repetir. </li></ol> 2. Crescimento de Rods CDS sobre ZnSe Núcleos 9 <ol><li> Combinar 3,0 g TOPO, 0,280 g ODPA, 0,080 g HPA, e 0,090 g de CdO e adicionar uma barra de agitação magnética, num balão de três tubuladuras. </li><li> Num frasco separado, combinam 0,120 g S, e 4,0 ml TOP e adicionar uma barra de agitação magnética. </li><li> CdO Degas solução durante 45 min a 150 ° C e TOP durante 45 min a 120 ° C, em seguida, colocada sob fluxo de Ar com escapes de vidro grandes. </li><li> Aquecer a solução para CdO 380 ° C até que CdO é dissolvido ea solução é límpida e incolor. Ao mesmo tempo, aquecer a solução S e 120 ° C até que S é dissolvido e a mistura é transparente e incolor. </li><li> Adicionar todo o ZnSe da etapa 1 para a solução de S. </li><li> Adicionar 2,0 ml de solução para o TOP Cd e deixar que o retorno à temperatura de 380 ° C. Uma vez que 380 ° C é atingida, imediatamente injectar a solução de S na solução de Cd. </li><li>Permitir que o nanorods a crescer para 6-9 min, incluindo o tempo de recuperação da temperatura, e retirar o balão da manta de aquecimento. Quanto mais tempo a solução é deixada no calor, o mais longo dos varões será. </li><li> O produto pode ser um gel verde, adicionar clorofórmio para liquefazer e dividido em dois frascos. </li><li> Nanocristais precipitado em etanol, decantar a fase líquida, e redissolver os precipitados nanocristais em clorofórmio. </li></ol> 3. Crescimento do Pt Dica em CDs Rods 10 <ol><li> Combine 0,2 ml OA, 0,2 ml oleilamina, 10 ml de éter difenílico, e 43 mg de 1,2-hexadecanediol e adicionar uma barra de agitação magnética, num balão. </li><li> Desgaseificar a mistura durante 1 hora a 80 ° C, em seguida, colocada sob fluxo de Ar e aumentar a temperatura até 200 ° C. </li><li> Adicionar uma mistura de CdS hastes em clorofórmio e 20 mg de acetilacetonato de Pd (II). Depois de 5-7 minutos da mistura de reacção ser a 190 ° C, a solução torna-se preta. Retirar o balão do calor. </li><li> Nanocristais precipitar em um 1Mistura 0:03 de metanol em clorofórmio, com uma centrifugadora e decantar a fase líquida. Redissolver os cristais precipitados em clorofórmio e de repetição. </li></ol> 4. Troca de ligantes com MUA 11 <ol><li> Num frasco pequeno, dispersar nanorods em 10 ml de clorofórmio. </li><li> Adicionar 0,1 g de solução de MUA nanorod e sonicar até que todo o MUA é dissolvido. </li><li> Num frasco separado, dissolve-se 0,1 g de KOH em 20 ml de água destilada tripla (TDW). </li><li> Adicionar aproximadamente 5,0 ml de solução de TDW à solução nanorod e agitar vigorosamente. </li><li> Centrifugar a mistura a partir do passo 4,4 a 6000 rpm durante 1 min para separar as fases aquosa e orgânica. </li><li> Recolher a fase (aquosa) de topo e adicionar metanol para obter uma solução que é de 3:1 metanol para a água. </li><li> Centrifugar a mistura a partir do passo 4,6 a 6000 rpm durante 2 min para precipitar os nanocristais. Deitar fora a fase líquida e redispersar os cristais precipitados por sonicação em TDW. </li><li> Se o ofase rganic no passo 4.5 ainda retém alguma da cor da solução de nanocristais original, repetir as etapas de 4,4 por 4,7. </li></ol> 5. Síntese de PbS Núcleos (Adaptado de ref. 12) <ol><li> Combinar 0,49 g PbO, 18 ml ODE, e 1-16 ml OA (dependendo do tamanho desejado, os rendimentos mais partículas maiores OA) e adicionar uma barra de agitação magnética, num balão de três tubuladuras. </li><li> Num frasco separado, adicionam-se 10 ml ODE e uma barra de agitação magnética. </li><li> Degas ambos os frascos para 1 hora a 120 ° C, em seguida, colocar sob fluxo de Ar. </li><li> Aquece-se a solução de Pb a 135 ° C. Enquanto isso, arrefecer o balão contendo apenas ODE à temperatura ambiente. </li><li> Adicionar 0,21 ml de TMS ODE temperatura ambiente, e depois injectar a mistura na solução de Pb a 135 ° C. </li><li> Aquecer a mistura a 135 ° C durante 1-5 minutos (dependendo do tamanho desejado, os rendimentos mais longos de aquecimento as partículas maiores), e colocar num banho de gelo para terminar a reacção. </li><li> Nanocristais precipitado em acetona destilada, derrame def a fase líquida, e redissolver os cristais precipitados em tolueno. Repita mais duas vezes. </li></ol> 6. Crescimento de CdS Shell na PBS Cores 13 <ol><li> Combinar 1,0 g CdO, 6 ml de OA, e 15 ml ODE e adicionar uma barra de agitação magnética, num balão de três tubuladuras. </li><li> Num balão separado, adicionar 20-40 mg de núcleos de PbS dissolvidos em tolueno e uma barra de agitação magnética. </li><li> Aquece-se a solução CdO a 280 ° C até que a solução é límpida e incolor, e depois arrefecer a 100 ° C. </li><li> Aquece-se a solução de PBS a 110 ° C durante não mais do que 5 minutos para evaporar o excesso, mas não todo, o solvente, em seguida, injectar a solução de Cd. </li><li> Lentamente, aquecer a mistura reaccional até 120-160 ° C (dependendo da espessura da casca desejado). Para casca fina (1-2 monocamadas) extinguir a reacção imediatamente após a injecção da solução de Cd. </li><li> Uma vez que a temperatura desejada seja atingida, extinguir a reacção, colocando o frasco num banho de gelo. </li><li> Precipitar cristais em etanol, pour para fora da fase líquida, e redissolver os cristais precipitados em tolueno. Repita duas vezes. No ciclo de limpeza final, redissolver e armazenar os cristais em octano anidro. </li></ol> 7. Preparação de TiO2 na FTO / substratos de vidro <ol><li> Lavar a mão no vidro FTO revestido com detergente (Alconox) e enxágüe com água deionizada. </li><li> Sonicar o vidro em metanol, acetona, em seguida isoproponal, durante 5 min cada, e seca com um fluxo de Árgon. </li><li> Colocar o copo num banho de 75 mM de TiCl 4 em água desionizada e calor (no ar) durante 30 min a 70 ° C. </li><li> Lavar o copo com água desionizada e seca com Ar, em seguida, o calor (no ar) a 450 ° C durante 1 hora e deixar arrefecer até à temperatura ambiente. </li><li> Enquanto o vidro está a arrefecer, dissolvem-se TiO 2 na pasta Dyesol terpinol na proporção de 3:1 em peso. </li><li> Colocar 3 gotas da mistura de TiO 2 no centro do lado FTO de uma lâmina de vidro seco, que tenha sido tratado com TiCl4 umad centrifugação durante 6 segundos a 700 rpm e 1 min a 2000 rpm. </li><li> Hibridar a corrediça ao ar a 450-500 ° C até que o filme torna-se castanha e depois limpa. </li></ol> 8. Revestimento girar PbS / CDS em um filme <ol><li> Todos os passos de centrifugação de revestimento são realizadas num glovebox árgon. </li><li> Colocar 4-5 gotas de PBS / CdS em octano (10 mg / ml) sobre uma lâmina continua a partir do passo 7 e deixe espalhar até que o centro começa a secar, em seguida girar durante 5 segundos a 600 rpm, em seguida 15 segundos a 2500 rpm. </li><li> Colocar 10 gotas de uma MPA 1:3: solução de metanol na corrediça, cobrindo totalmente a superfície, e centrifugação durante 5 segundos a 600 rpm, em seguida 15 segundos a 2500 rpm. </li><li> Lavar a superfície com metanol colocando 10 gotas sobre a lâmina e fiação durante 5 segundos a 600 rpm, em seguida 15 segundos a 2500 rpm. </li><li> Lavar a superfície com octano pelo método idêntico ao descrito no passo 8.4. </li><li> Repita os passos de 8,2-8,5 para cada camada subsequente do filme. </li><li> Hibridar a película depois de cada terceira camada a 150 ° C durante 15 min. O final filme deverá ter uma absorvência próximo de 1,5 ao comprimento de onda do pico da NC. </li></ol> 9. Dip Coating PBS / CdS Films <ol><li> Prepara-se uma solução de 0,43 g de acetato de cádmio em 80 ml de metanol num copo grande o suficiente para submergir completamente a amostra. </li><li> Prepara-se uma solução de sulfureto de sódio nona-hidrato (Na 2 S 2 O • 9H) em 80 ml ​​de metanol num copo grande o suficiente para submergir completamente a amostra. </li><li> Submergir a amostra por 1 min no banho de cádmio, e enxágüe com metanol. Em seguida, mergulhe por 1 min no banho Sulfer, e enxaguar com metanol. </li><li> Repita o passo até 9,3 poros são preenchidos (geralmente 4-8 vezes). </li><li> Hibridar amostra a 150 ° C durante 15 min. </li></ol> 10. Tratar Films com CTAB 14 <ol><li> Colocar 0,25 ml de CTAB, dissolvido em metanol, a uma concentração de 10 mg / ml, em filme a partir do passo 9 e deixe descansar durante 1 min, em seguida girar a 2.500 rpm durante 30 segundos. </li&gt; <li> Lavar a lâmina com 10 gotas de metanol e de rotação até à secura. </li><li> Repita 10.1 e 10.2, uma vez. </li></ol> 11. Resultados representativos A evolução dos espectros de absorção e emissão correspondendo a ZnSe / CdS / Pt NCs durante cada passo da síntese é controlado na Figura 1. Pode ser visto que a Figura 1b expressa picos de absorvância a 350 nm e ~ ~ 450, característico de ZnSe e CdS, respectivamente, e, mais notavelmente, apresenta agora o aparecimento de um pico a ~ FL 550 nm. Esta característica FL é um resultado da deterioração excitônicas emissiva através do ZnSe / interface CdS. Este tipo II interdomain FL é então temperada por meio do crescimento da ponta Pt (Figura 1c), devido à rápida injecção de electrões deslocalizados para a porção de metal. Esta separação de cargas ultra-rápida permite a utilização de electrões para a redução catalítica de água. Ligantes hidrofílicos MUA são então adicionados para facilitar the remoção do furo a partir do domínio ZnSe, aumentando a estabilidade de inibição da oxidação do núcleo de semicondutores, tendo em conta a redução sustentada de energia solar H 2 (Figura 2). Como resultado do orifício de limpeza, os ligantes orgânicos tornam-se susceptíveis a fotodegradação, mas isso pode ser simplesmente reduzidos pela adição de ligandos frescos, como pode ser visto na Figura 2. Assim, não da introdução de ligantes hidrofílicos só tornar o solúvel NCs água, mas também ajustar a energética do sistema para proteger a nanoestrutura no custo da barata, fácil de substituir surfactantes orgânicos. Para sólidos nanocristais PbS / CdS, Figura 3a e 3b mostra um diagrama esquemático do processo de fabrico e o dispositivo final. Figura 3c, uma imagem TEM de nanocristais de núcleo / invólucro, mostra que os infiltrados CdS uniformemente em torno do núcleo de PBS. O sólido nanocristais é mostrado para ser relativamente livres de poros emFigura 3d, uma imagem SEM da secção transversal de um dispositivo. Um resultado do crescimento concha, que é observável, é um blueshift tanto a absorvância e picos de emissão. Esta mudança é atribuída ao núcleo PbS encolhimento como os iões Cd continuar a infiltrar-núcleo, e pode ser visto na Figura 4. Um grande aumento na emissão pode também ser visto na Figura 4, devido ao confinamento quântico proporcionado pelo invólucro CdS. A camada de CdS, não só aumenta a emissão, como também protege o núcleo, o aumento da estabilidade térmica do sólido, até cerca de 200 ° C, cerca de 50 ° C mais elevada do que a dos nanocristais PbS sólido sozinho. As células solares construídos usando esta arquitetura nanocristais sólido não só têm mostrado melhor estabilidade térmica, mas têm também sido demonstrado que têm tensões de circuito aberto superior (tão elevada como 0,7 V) do que os filmes relacionados organicamente ligados. Estes filmes mostraram também uma tolerância muito maior para atmosferas de oxigênio, com duração de sdia árias em condições atmosféricas normais sem degradação. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/4296/4296fig1.jpg" /> Figura 1. Propriedades ópticas de heteronanocrystals fabricados. (A). A absorvância de ZnSe NCs mostrando uma característica excitônicas em λ = 390 nm. Emissão de curativo não foi observada para estas amostras. (B). Emissão e absorção de ZnSe / CDS nanorods cultivadas a partir de ZnSe núcleo CNs. (C). Absorvância de ZnSe / CDS nanorods após a deposição Pt. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/4296/4296fig2.jpg" /> Figura 2. Evolução da produção de hidrogênio em MUA tampado ZnSe / CDS / Pt heteronanocrystals. A produção de hidrogênio é retomada com a adição de novos ligantes para o ZnSe / CDS / nanopartículas de Pt. A taxa de produção de H2 (o declive da curva experimental) após a adição de ligantes de fresco (8-12<html> hr) é aproximadamente a mesma que antes da degradação inicial (0-8 horas). <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/4296/4296fig3.jpg" /> Figura 3. Representação esquemática de (a) os passos envolvidos no fabrico de nanocristal sólidos e (b) o dispositivo fotovoltaico final. Abaixo estão as imagens de SEM (c) principais PbS / CDS / shell nanocristais e (d) uma vista lateral do sólido nanocristais. <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/4296/4296fig4.jpg" /> Figura 4. Mudanças na absorção (parte inferior) e de emissão (do topo da PbS NCs resultante da deposição de aproximadamente uma monocamada da concha CdS. O encolhimento do núcleo PbS a partir da troca de catiões é reflectida como uma mudança ≈ 150 nm, em ambos espectros. A intensidade de fluorescência, PbS é melhorada devido à formação de heteroestrutura tipo 1. &quot;fo: manter-together.within-page =&quot; ve_content sempre &quot;&gt; <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/4296/4296fig5.jpg" /> Figura 5. Representação esquemática do alinhamento em nível de energia (a) ZnSe / CDS / Pt core / haste / estruturas de ponta e (b) ZnTe / CDS / Pt core / haste / ponta estruturas. A escolha dos materiais adequados é de extrema importância nestes dispositivos, como buracos de estruturas ZnTe semeados sentar-se em um nível de energia que faz com que viajar para o ligante desfavorável.

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	<li>Kamat, P. V., Flumiani, M., Dawson, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metal+-+Metal+and+Metal-+Semiconductor+Composite+Nanoclusters.">Metal - Metal and Metal- Semiconductor Composite Nanoclusters.</a> Colloids Surf. A. 202, 269-279 (2002).</li><li>Dawson, A., Kamat, P. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complexation+of+Gold+Nanoparticles+with+Radiolytically+Generated+Thiocyanate+Radicals+((SCN)2.">Complexation of Gold Nanoparticles with Radiolytically Generated Thiocyanate Radicals ((SCN)2.</a> J. Phys. Chem. B. 105, 960-966 (2001).</li><li>Borensztein, Y., Delannoy, L., Djedidi, A., Barrera, R. G., Louis, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monitoring+of+the+Plasmon+Resonance+of+Gold+Nanoparticles+in+Au/TiO2+Catalyst+under+Oxidative+and+Reducing+Atmospheres.">Monitoring of the Plasmon Resonance of Gold Nanoparticles in Au/TiO2 Catalyst under Oxidative and Reducing Atmospheres.</a> J. Phys. Chem. C. 114, 9008 (2010).</li><li>Acharya, K. P., Khnayzer, R. S., O'Connor, T., Diederich, G., Kirsanova, M., Klinkova, A., Roth, D., Kinder, E., Imboden, M., Zamkov, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Role+of+Hole+Localization+in+Sacrificial+Hydrogen+Production+by+Semiconductor-Metal+Heterostructured+Nanocrystals.">The Role of Hole Localization in Sacrificial Hydrogen Production by Semiconductor-Metal Heterostructured Nanocrystals.</a> Nano Lett. 11, 2919 (2011).</li><li>Amirav, L., Alivisatos, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photocatalytic+Hydrogen+Production+with+Tunable+Nanorod+Heterostructures.">Photocatalytic Hydrogen Production with Tunable Nanorod Heterostructures.</a> J. Phys. Chem. Lett. 1, 1051-1054 (2010).</li><li>Pattantyus-Abraham, A. G., Kramer, I. J., Barkhouse, A. R., Wang, X., Konstantatos, G., Debnath, R., Levina, L., Raabe, I., Nazeeruddin, M. K., Gratzel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Depleted-Heterojunction+Colloidal+Quantum+Dot+Solar+Cells.">Depleted-Heterojunction Colloidal Quantum Dot Solar Cells.</a> ACS Nano. 4, 3374-3380 (2010).</li><li>Kinder, E., Moroz, P., Diederich, G., Johnson, A., Kirsanova, M., Nemchinov, A., O'Connor, T., Roth, D., Zamkov, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+All-Inorganic+Nanocrystal+Solids+through+Matrix+Encapsulation+of+Nanocrystal+Arrays.">Fabrication of All-Inorganic Nanocrystal Solids through Matrix Encapsulation of Nanocrystal Arrays.</a> J. Amer. Chem. Soc. 133, 20488-20499 (2011).</li><li>Davide, C. P., Liberato, M., Lucia, C. M., Stefan, K., Cinzia, G., Marinella, S., Angela, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shape+and+Phase+Control+of+Colloidal+ZnSe+Nanocrystals.">Shape and Phase Control of Colloidal ZnSe Nanocrystals.</a> Chem. Mater. 17, 1296-1306 (2005).</li><li>Carbone, L., Nobile, C., de Giorgi, M., Sala, F. D., Morello, G., Pompa, P., Hytch, M., Snoeck, E., Fiore, A., Franchini, I. R., Nadasan, M., Silvestre, A. F., Chiodo, L., Kudera, S., Cingolani, R., Krahne, R., Manna, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+Micrometer-Scale+Assembly+of+Colloidal+CdSe/CdS+Nanorods+Prepared+by+a+Seeded+Growth+Approach.">Synthesis and Micrometer-Scale Assembly of Colloidal CdSe/CdS Nanorods Prepared by a Seeded Growth Approach.</a> Nano Lett. 7, 2942-2950 (2007).</li><li>Habas, S. E., Yang, P., Mokari, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective+Growth+of+Metal+and+Binary+Metal+Tips+on+CdS+Nanorods.">Selective Growth of Metal and Binary Metal Tips on CdS Nanorods.</a> J. Am. Chem. Soc. 130, 3294-3295 (2008).</li><li>Costi, R., Saunders, A. E., Elmalem, E., Salant, A., Banin, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visible+Light-Induced+Charge+Retention+and+Photocatalysis+with+Hybrid+CdSe-Au+Nanodumbbells.">Visible Light-Induced Charge Retention and Photocatalysis with Hybrid CdSe-Au Nanodumbbells.</a> Nano Lett. 8, 637-641 (2008).</li><li>Hines, M. A., Scholes, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Colloidal+PbS+Nanocrystals+with+Size-Tunable+Near-Infrared+Emission:+Observation+of+Post-Synthesis+Self-Narrowing+of+the+Particle+Size+Distribution.">Colloidal PbS Nanocrystals with Size-Tunable Near-Infrared Emission: Observation of Post-Synthesis Self-Narrowing of the Particle Size Distribution.</a> Adv. Mater. 15, 1844-1849 (2003).</li><li>Pietryga, J. M., Werder, D. J., Williams, D. J., Casson, J. L., Schaller, R. D., Klimov, V. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Utilizing+the+Lability+of+Lead+Selenide+to+Produce+Heterostructured+Nanocrystals+with+Bright,+Stable+Infrared+Emission.">Utilizing the Lability of Lead Selenide to Produce Heterostructured Nanocrystals with Bright, Stable Infrared Emission.</a> J. Am. Chem. Soc. 130, 4879-4885 (2008).</li><li>Tang, J., Kemp, K. W., Hoogland, S., Jeong, K. S., Liu, H., Levina, L., Furukawa, M., Wang, X., Debnath, R., Cha, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Colloidal-quantum-dot+photovoltaics+using+atomic-ligand+passivation.">Colloidal-quantum-dot photovoltaics using atomic-ligand passivation.</a> Nat. Mat. 10, 765-771 (2011).</li></ol>

Não há conflitos de interesse declarados.

Este estudo demonstra como arquitecturas de compósitos de nanocristais inorgânicos podem ser empregues para conseguir uma separação espacial de cargas fotoinduzidas. Em particular, estes compósitos permitir o ajuste fino da distribuição de cargas em todo os dois domínios, que são, então, disponível para realizar qualquer função fotocatalítica ou fotovoltaica. Por exemplo, fotocatalisadores eficientes pode ser feita caso de doadores e aceitadores de nanocristais domínios são construídos numa única nanop...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome do reagente </td><td> Companhia </td><td> Número de catálogo </td><td> Comentários (opcional) </td></tr><tr><td> octadecilamina (ODA), 90% </td><td> Pescador </td><td> AC12932-0050 </td><td></td></tr><tr><td> selênio (Se), malha 200 </td><td> Acros </td><td> AC19807-2500 </td><td></td></tr><tr><td> tri-n-octylphosphine (TOP), 97% </td><td> Strem </td><td> 15-6655 </td><td> Ar Sensitive </td></tr><tr><td> dietil zinco (Et2Zn), 10% em peso. </td><td> Aldrich </td><td> 22080 </td><td> Ar, sensível Luz </td></tr><tr><td> metanol, 99,8%, anidro </td><td> Aldrich </td><td> 179337 </td><td></td></tr><tr><td> tolueno, 99,8% anidro </td><td> Aldrich </td><td> 244511 </td><td></td></tr><tr><td> tri-n-octylphosphine óxido (TOPO), 99% </td><td> Aldrich </td><td> 223301 </td><td></td></tr><tr><td> n-octadecylphosphonic ácido (ODPA), 98% </td><td> Síntese PCI </td><td> 104224 </td><td></td></tr><tr><td> hexylphosphonic ácido (HPA), 98% </td><td> Síntese PCI </td><td> 4721-24-8 </td><td></td></tr><tr><td> óxido de cádmio (CdO), 99,99% </td><td> Aldrich </td><td> 202894 </td><td></td></tr><tr><td> enxofre (S), 99,999% </td><td> Acros </td><td> AC19993-0500 </td><td> Odor forte </td></tr><tr><td> 11-mercaptoundecanoic ácido (MUA), 95% </td><td> Aldrich </td><td> 450561 </td><td></td></tr><tr><td> hidróxido de potássio (KOH) </td><td> Acros </td><td> AC13406-0010 </td><td></td></tr><tr><td> clorofórmio </td><td> VWR </td><td> EM-CX1059-1 </td><td></td></tr><tr><td> óxido de chumbo (PbO), 99,999% </td><td> Aldrich </td><td>32.306-1KG </td><td></td></tr><tr><td> 1-octadeceno (ODE), 90% </td><td> Aldrich </td><td> O806-25ML </td><td></td></tr><tr><td> ácido oleico (OA), 90% </td><td> Aldrich </td><td> O1008-1G </td><td></td></tr><tr><td> bis sulfito (trimetilsililo) (TMS), grau de síntese </td><td> Aldrich </td><td> 283134-25G </td><td> Ar odor, sensível forte, altamente reactivo </td></tr><tr><td> acetona </td><td> Merck Química </td><td> AX0118-2 </td><td></td></tr><tr><td> acetato de cádmio </td><td> Acros </td><td> AC31713-5000 </td><td></td></tr><tr><td> nonahidrato sulfureto de sódio (Na 2 S 2 O • 9H), 98% </td><td> Alfa Aesar </td><td> CB1100945 </td><td> Sensível à luz </td></tr><tr><td> brometo de hexadeciltrimetil amônio (CTAB), 99% </td><td> Sigma </td><td> H6269-100G </td><td></td></tr><tr><td> oleilamina, 70% </td><td> Aldrich </td><td> O7805-5G </td><td></td></tr><tr><td> éter difenílico </td><td> Alfa Aesar </td><td> 101-84-8 </td><td></td></tr><tr><td> 1,2-hexadecanediol </td><td> TCI </td><td> 6920-24-7 </td><td></td></tr><tr><td> Pt acetilacetonato (II), 97% </td><td> Aldrich </td><td> 282782-5G </td><td></td></tr><tr><td> isopropanol, 99,8% anidro </td><td> Acros </td><td> AC32696-0025 </td><td></td></tr><tr><td> tetracloreto de titânio (TiCl4), 99,9% </td><td> Aldrich </td><td> 697079-25G </td><td> Extremamente sensível ao ar </td></tr><tr><td> dióxido de titânio, DSL 90T </td><td> Dyesol </td><td> DSL 90T </td><td></td></tr><tr><td> terpineol </td><td> MP Biomédica </td><td> 98-55-5 </td><td></td></tr><tr><td> Ácido 3-mercaptopropiónico (MPA), 99% </td><td> Alfa Aesar </td><td> A10435 </td><td> Odor forte </td></tr><tr><td> octano, anidro, 99% </td><td> Aldrich </td><td> 412236 </td><td></td></tr></tbody></table>

harvesting solar energy by means of charge-separating nanocrystals and their solids

Conjugando materiais semicondutores diferentes em um único nano-compósito fornece meios sintéticos para o desenvolvimento de novos materiais optoelectrónicos que oferecem um controle superior sobre a distribuição espacial dos portadores de carga através de interfaces de material. Como este estudo demonstra, uma combinação de dador-aceitador de nanocristais (NC) os domínios de uma nanopartícula único pode conduzir para a realização da eficiência fotocatalítica 1-5 materiais, enquanto que um conjunto de camadas de doadores e aceitador de nanocristais como filmes dá origem a fotovoltaica materiais. Inicialmente, o trabalho se concentra na síntese de compostos inorgânicos nanocristais, compreendendo ZnSe linearmente empilhados, CDS e domínios PT, que em conjunto promovem a separação de cargas fotoinduzida. Essas estruturas são usadas em soluções aquosas para a fotocatálise de água sob a radiação solar, o que resultou na produção de H2 gasoso. Para melhorar a separação de fotoinduzidacargas, uma morfologia nanorod com um gradiente linear de origem de um campo eléctrico intrínseca é utilizada 5. A energética inter-domínios são então optimizados para conduzir electrões fotogerados em direcção ao local catalítico Pt enquanto os orifícios de expulsão para a superfície de domínios de ZnSe para regeneração sacrificial (via metanol). Aqui, mostramos que a única forma eficaz de produzir hidrogénio é a utilização de dadores de electrões ligantes para passivar os estados de superfície por meio do ajuste do alinhamento nível de energia na interface semicondutor-ligando. Redução estável e eficiente da água é permitido por estes ligandos, devido ao fato de que as vagas na banda de valência do domínio semicondutor, evitando buracos energéticos de danificá-la. Especificamente, mostra-se que a energia do furo é transferido para a porção de ligando, deixando o domínio funcional de semicondutores. Isso nos permite retornar o sistema nanocristais-ligante toda para um estado funcional, quando os ligantes são degradados, Pela simples adição de ligandos frescos para o sistema 4. Para promover uma separação de carga fotovoltaica, usamos um sólido de duas camadas composto de dois filmes de PbS e TiO. Nesta configuração, os electrões fotoinduzida são injectados TiO 2 e são, subsequentemente, retirada por um eléctrodo FTO, enquanto que os furos são canalizados para um eléctrodo de Au através de PbS camada 6. Para desenvolver este último, apresentamos um semicondutor Matrix Matrizes encapsulados nanocristal (Smena), estratégia que permite a ligação PbS CNs na matriz circundante de semicondutor CdS. Como resultado, os sólidos fabricados exibem excelente estabilidade térmica, atribuído à estrutura heteroepitaxial de nanocristais de matriz interfaces, e mostrar o desempenho decolheita convincente em células solares protótipo 7.

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Harvesting Solar Energy by Means of Charge-Separating Nanocrystals and Their Solids

Uma estratégia geral para o desenvolvimento de carga de separação de compostos semicondutores nanocristais implantáveis ​​para a produção de energia solar é apresentada. Mostra-se que a montagem de domínios dador-aceitador de nanocristais de uma geometria de nanopartículas único dá origem a uma função fotocatalítica, enquanto bulk-heterojunções de dador-aceitador de nanocristais películas podem ser usados ​​para a conversão da energia fotovoltaica.

Captação de energia solar por meio da carga de separação de nanocristais e seus sólidos

Conjoining different semiconductor materials in a single nano-composite provides synthetic means for the development of novel optoelectronic materials ...

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14.0K visualizações.  Bowling Green State University. Uma estratégia geral para o desenvolvimento de carga de separação de compostos semicondutores nanocristais implantáveis ​​para a produção de energia solar é apresentada. Mostra-se que a montagem de domínios dador-aceitador de nanocristais de uma geometria de nanopartículas único dá origem a uma função fotocatalítica, enquanto bulk-heterojunções de dador-aceitador de nanocristais películas podem ser usados ​​para a conversão da energia fotovoltaic...