Name: harvesting solar energy by means of charge-separating nanocrystals and their solids
Uploaded: 2012-08-23T12:03:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Harvesting Solar Energy by Means of Charge-Separating Nanocrystals and Their Solids at JoVE.com

نود أن نعترف الدكتور فيليكس كاستيانو (BGSU) ونيل NR للمناقشات المشورة وقيمة. نحن نعترف بامتنان العبور &quot;المواد الشبكات&quot; برنامج وجامعة بولينج جرين لدولة الدعم المالي. وأيد هذا العمل جزئيا من قبل NSF تحت CHE جائزة - 1112227.

1. توليف البلورات النانوية الأساسية ZnSe 8 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> المكان 7،0 ز المساعدة الإنمائية الرسمية وقضيب تحريك مغناطيسي في قارورة الرقبة الثلاث. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في قارورة منفصلة، ​​والجمع بين 0،063 و 2.4 ز سي TOP مل وإضافة ش...

<ol>
	<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>

وتوضح هذه الدراسة كيف يمكن أن تستخدم أبنية مركب من البلورات النانوية غير العضوية لتحقيق الانفصال المكاني للرسوم photoinduced. على وجه الخصوص، هذه المركبات تسمح صقل توزيع الاتهامات عبر المجالات اثنين، والتي تتوفر ثم لأداء وظيفة إما بهوتوكاتاليتيك أو الضوئية. على سبيل الم?...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> اسم كاشف </td><td> شركة </td><td> كتالوج رقم </td><td> التعليقات (اختياري) </td></tr><tr><td> octadecylamine (ODA)، و 90٪ </td><td> الصياد </td><td> AC12932-0050 </td><td></td></tr><tr><td> السيلينيوم (Se)، و200 شبكة </td><td> أكروس </td><td> AC19807-2500 </td><td></td></tr><tr><td> ثلاثي N-octylphosphine (TOP) و 97٪ </td><td> Strem </td><td> 15-6655 </td><td> الهواء حساس </td></tr><tr><td> اثيل الزنك (Et2Zn)، و 10٪ من وزن. </td><td> الدريتش </td><td> 22080 </td><td> الهواء حساسة، حساسة للضوء </td></tr><tr><td> الميثانول، 99.8٪، اللامائية </td><td> الدريتش </td><td> 179337 </td><td></td></tr><tr><td> التولوين، 99.8٪، اللامائية </td><td> الدريتش </td><td> 244511 </td><td></td></tr><tr><td> ثلاثي N-octylphosphالمعهد الوطني للإحصاء أكسيد (TOPO)، 99٪ </td><td> الدريتش </td><td> 223301 </td><td></td></tr><tr><td> N-octadecylphosphonic حمض (ODPA)، 98٪ </td><td> PCI التجميعي </td><td> 104224 </td><td></td></tr><tr><td> hexylphosphonic حمض (HPA)، 98٪ </td><td> PCI التجميعي </td><td> 4721-24-8 </td><td></td></tr><tr><td> أكسيد الكادميوم (CDO)، 99.99٪ </td><td> الدريتش </td><td> 202894 </td><td></td></tr><tr><td> الكبريت (S)، 99.999٪ </td><td> أكروس </td><td> AC19993-0500 </td><td> رائحة قوية </td></tr><tr><td> 11-mercaptoundecanoic حمض (MUA)، 95٪ </td><td> الدريتش </td><td> 450561 </td><td></td></tr><tr><td> هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH) </td><td> أكروس </td><td> AC13406-0010 </td><td></td></tr><tr><td> الكلوروفورم </td><td> VWR </td><td> EM-CX1059-1 </td><td></td></tr><tr><td> يؤدي أكسيد (منع الرشوة)، 99.999٪ </td><td> الدريتش </td><td>32306-1KG </td><td></td></tr><tr><td> 1-octadecene (ODE)، و 90٪ </td><td> الدريتش </td><td> O806-25ML </td><td></td></tr><tr><td> حمض الأولييك (OA)، و 90٪ </td><td> الدريتش </td><td> O1008-1G </td><td></td></tr><tr><td> مكررا (trimethylsilyl) كبريتيد (TMS)، الصف الاصطناعية </td><td> الدريتش </td><td> 283134-25G </td><td> الهواء الحساسة، رائحة قوية، شديدة التفاعل </td></tr><tr><td> الأسيتون </td><td> EMD كيماويات </td><td> AX0118-2 </td><td></td></tr><tr><td> الكادميوم خلات </td><td> أكروس </td><td> AC31713-5000 </td><td></td></tr><tr><td> الصوديوم كبريتيد nonahydrate (نا 2 S 2 O • 9H)، 98٪ </td><td> الفا Aesar </td><td> CB1100945 </td><td> الحساسية للضوء </td></tr><tr><td> hexadecyltrimethyl بروميد الأمونيوم (CTAB)، 99٪ </td><td> سيجما </td><td> H6269-100G </td><td></td></tr><tr><td> oleylamine، 70٪ </td><td> الدريتش </td><td> O7805-5G </td><td></td></tr><tr><td> ثنائي الفينيل الأثير </td><td> Aesar ألفا </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> حزب العمال (II) acetylacetonate، 97٪ </td><td> الدريتش </td><td> 282782-5G </td><td></td></tr><tr><td> الأيزوبروبانول، 99.8٪، اللامائية </td><td> أكروس </td><td> AC32696-0025 </td><td></td></tr><tr><td> رابع كلوريد التيتانيوم (TiCl4)، 99.9٪ </td><td> الدريتش </td><td> 697079-25G </td><td> الهواء الحساسة للغاية </td></tr><tr><td> ثاني أكسيد التيتانيوم، DSL 90T </td><td> DyeSol </td><td> DSL 90T </td><td></td></tr><tr><td> تربينول </td><td> MP الطبية الحيوية </td><td> 98-55-5 </td><td></td></tr><tr><td> 3-mercaptopropionic حمض (MPA)، 99٪ </td><td> الفا Aesar </td><td> A10435 </td><td> رائحة قوية </td></tr><tr><td> ، اللامائية اوكتان، 99٪ </td><td> الدريتش </td><td> 412236 </td><td></td></tr></tbody></table>

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

مشاركا في مختلف المواد أشباه الموصلات مركب النانو واحد يوفر وسائل الاصطناعية لتطوير المواد البصرية الالكترونية التي تقدم الرواية عنصر تحكم متفوقة على التوزيع المكاني للحاملات الشحنة عبر واجهات المادية. كما توضح هذه الدراسة، يمكن لمزيج من المانحين متقبل المجالات (NC) النانوية في جسيمات متناهية الصغر واحد يؤدي إلى تحقيق كفاءة المواد 1-5 بهوتوكاتاليتيك، في حين أن الطبقات الجمعية من الجهات المانحة ومتقبل مثل البلورات النانوية الأفلام تثير الضوئية المواد. في البداية ورقة تركز على تركيب البلورات النانوية غير العضوية المشتركة، التي تضم ZnSe مكدسة خطيا، والأقراص المدمجة، وحزب العمال المجالات، بما يعزز بشكل مشترك photoinduced فصل تهمة. وتستخدم هذه الهياكل في المحاليل المائية لتحفيز ضوئي من الماء تحت أشعة الشمس، مما أدى إلى إنتاج الغاز 2 H. لتعزيز فصل من photoinducedالتهم، يتم استخدام التشكل nanorod مع الانحدار الخطي منشؤها من حقل كهربائي الجوهرية 5. هي الأمثل ثم علم الطاقة بين المجال لدفع الإلكترونات photogenerated نحو موقع حزب العمال الحفاز في حين طرد ثقوب على سطح المجالات ZnSe لتجديد الذبيحه (عن طريق الميثانول). هنا نظهر أن السبيل الوحيد الفعال لإنتاج الهيدروجين هو استخدام الإلكترونات التبرع يغاندس إيقاف فاعلية الولايات السطح ضبط المحاذاة مستوى الطاقة في واجهة أشباه الموصلات يجند. يسمح الحد مستقرة وفعالة من المياه عن طريق هذه يغاندس يرجع ذلك إلى حقيقة أنها ملء الشواغر في عصابة التكافؤ في المجال أشباه الموصلات، ومنع الثقوب حيوية من ذلك المهينة. على وجه التحديد، وتبين لنا أن يتم نقل الطاقة من الحفرة إلى شاردة يجند، وترك المجال أشباه الموصلات وظيفية. هذه تمكننا من إعادة كامل النانوية، يجند النظام إلى حالة وظيفية، عندما تتدهور يغاندس، ببساطة عن طريق إضافة بروابط جديدة لنظام 4. للترويج لفصل تهمة الضوئية، ونحن نستخدم مركب ثنائي طبقة صلبة من الأفلام 2 برنامج تلفزيوني وقيس. في هذا التكوين، يتم حقن الإلكترونات في photoinduced قيس (2) وبعد ذلك يتم التقاطها من قبل إلكترود FTO، في حين يتم توجيه الثقوب إلى القطب الاتحاد الافريقي عبر برنامج تلفزيوني طبقة 6. لتطوير هذا الأخير نقدم مصفوفة أشباه الموصلات النانوية مغلف صالحة (SMENA) استراتيجية، والذي يسمح الترابط PBS البلاغات الوطنية في مصفوفة من أشباه الموصلات المحيطة الأقراص المدمجة. ونتيجة لذلك، تظهر المواد الصلبة ملفقة الاستقرار الحراري ممتازة، تنسب إلى هيكل heteroepitaxial من مصفوفة النانوية واجهات، وتظهر مقنعة للضوء حصاد الأداء في الخلايا الشمسية نموذج 7.

Watch this Scientific Journal Video about Harvesting Solar Energy by Means of Charge-Separating Nanocrystals and Their Solids at JoVE.com

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

ويرد الاستراتيجية العامة لتنمية المسؤول عن فصل المركبات النانوية أشباه الموصلات الانتشار لإنتاج الطاقة الشمسية. علينا أن نظهر أن الجمعية المجالات النانوية المانحين متقبل في الهندسة جسيمات متناهية الصغر واحد يؤدي إلى وظيفة بهوتوكاتاليتيك، في حين يمكن استخدام بالجملة heterojunctions من الجهات المانحة متقبل الأفلام النانوية لتحويل الطاقة الضوئية.

حصاد الطاقة الشمسية من وسائل البلورات النانوية المسؤول فصل المواد الصلبة وتلك

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

Research

JoVE Journal

Engineering

Fabrication of Nano-engineered Transparent Conducting Oxides by Pulsed Laser Deposition

تلفيق نانو هندسيا إجراء أكاسيد شفافة من ترسب الليزر النبضي

Nanosecond Pulsed  Laser Deposition (PLD) in the presence of a background gas allows the deposition  of metal oxides with tunable morphology, structure, ...

Making Record-efficiency SnS Solar Cells by Thermal Evaporation and Atomic Layer Deposition

جعل السجلات كفاءة SNS خلايا شمسية بواسطة التبخير الحراري وترسب طبقة الذري

Tin sulfide (SnS) is a candidate absorber material for Earth-abundant, non-toxic solar cells. SnS offers easy phase control and rapid growth by congruent ...

Integration of Light Trapping Silver Nanostructures in Hydrogenated Microcrystalline Silicon Solar Cells by Transfer Printing

دمج ضوء الاصطياد الفضة النانوية في مهدرج الجريزوفولفين سيليكون الخلايا الشمسية عن طريق التحويل الطباعة

One of the potential applications of metal nanostructures is light trapping in solar cells, where unique optical properties of nanosized metals, commonly ...

Quantitative Hardness Measurement by Instrumented AFM-indentation

قياس صلابة الكمي المجهزة AFM-تسنن

In this work, a combination of amplitude-modulated non-contact atomic force microscopy and atomic force spectroscopy is applied for instrumented hardness ...

Monovalent Cation Doping of CH3NH3PbI3 for Efficient Perovskite Solar Cells

Monovalent Cation Doping of CH3NH3PbI3 for Efficient Perovskite Solar Cells

أحادي التكافؤ الموجبة المنشطات من CH<sub&gt; 3</sub&gt; NH<sub&gt; 3</sub&gt; PBI<sub&gt; 3</sub&gt; لكفاءة الخلايا الشمسية Perovskite

Here, we demonstrate the incorporation of monovalent cation additives into CH3NH3PbI3 perovskite in order to adjust the optical, excitonic, and electrical ...

High Temperature Fabrication of Nanostructured Yttria-Stabilized-Zirconia (YSZ) Scaffolds by In Situ Carbon Templating Xerogels

High Temperature Fabrication of Nanostructured Yttria-Stabilized-Zirconia YSZ Scaffolds by In Situ Carbon Templating Xerogels

تصنيع درجة الحرارة عالية من ذات البنية النانومترية اليتريا-استقرت-زركونيا (YSZ) السقالات من قبل<em&gt; في الموقع</em&gt; الكربون النموذجيه Xerogels

We demonstrate a method for the high temperature fabrication of porous, nanostructured yttria-stabilized-zirconia (YSZ, 8 mol% yttria - 92 mol% zirconia) ...

Well-aligned Vertically Oriented ZnO Nanorod Arrays and their Application in Inverted Small Molecule Solar Cells

جيدا تمت محاذاته رأسياً الموجهة لأكسيد الزنك نانورود صفائف وتطبيقها في "مقلوب الصغيرة جزيء الخلايا الشمسية"

This manuscript describes how to design and fabricate efficient inverted solar cells, which are based on a two-dimensional conjugated small molecule ...

Indoor Experimental Assessment of the Efficiency and Irradiance Spot of the Achromatic Doublet on Glass (ADG) Fresnel Lens for Concentrating Photovoltaics

Indoor Experimental Assessment of the Efficiency and Irradiance Spot of the Achromatic Doublet on Glass ADG Fresnel Lens for Concentrating Photovoltaics

تقييم تجريبي داخلي للكفاءة والإشعاع بقعة ليبنوا متعامي على الزجاج (مساعد المدير العام) فريسنل العدسة لتركيز وحدات الطاقة الشمسية

We present a method to characterize achromatic Fresnel lenses for photovoltaic applications. The achromatic doublet on glass (ADG) Fresnel lens is ...

An Efficient Method for Selective Desalination of Radioactive Iodine Anions by Using Gold Nanoparticles-Embedded Membrane Filter

طريقة فعالة لتحلية المياه انتقائية من الأنيونات اليود المشع باستخدام عامل تصفية الذهب غشاء جزءا لا يتجزأ من جسيمات نانوية

Here, we demonstrate a detail protocol for the preparation of nanomaterials-embedded composite membranes and its application to the efficient and ...

Developing High Performance GaP/Si Heterojunction Solar Cells

تطوير الخلايا الشمسية هيتيروجونكشن الفجوة/سي عالية الأداء

To improve the efficiency of Si-based solar cells beyond their Shockley-Queisser limit, the optimal path is to integrate them with III-V-based solar ...