Name: harvesting solar energy by means of charge-separating nanocrystals and their solids
Uploaded: 2012-08-23T12:03:00
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私たちは、アドバイスや貴重な議論のためにフェリックスカステラーノ（BGSU）とNRニールを承認したいと思います。私たちは感謝してOBOR &quot;マテリアルネットワーク&quot;プログラムと財政支援のためのボーリンググリーン州立大学を認める。 1112227 - 本研究の一部は、NSF賞下CHEによってサポートされていました。

1。 ZnSe系ナノ結晶コア8の合成<ol><li>場所7.0グラムODAとの三口フラスコに磁気撹拌棒。 </li><li>別のフラスコで、0.063グラムのSeと2.4ミリリットルTOPを組み合わせて、磁気攪拌棒を追加します。 TOPとセレンの混合物を30分間真空下で脱気されるべきである。 </li><li> 120℃で90分間ドガODA°Cは、その後、広いガラス排気とAr気流下に置く。 </li><li>耐熱300℃〜ODAとし、Seの混​​合物を注入し...

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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>

この研究は、無機ナノ結晶の複合アーキテクチャが光誘起電荷の空間的な分離を達成するために用いることができる方法を示しています。特に、これらの複合体は、その後、光触媒や太陽電池のいずれかの機能を実行するために利用可能な2つのドメインの向こう側に電荷の分布の微調整が可能です。ドナーとアクセプターナノ結晶ドメインが単一のナノ粒子に組み込まれている場合例えば、...

<table border="1"><tbody><tr><td> 試薬の名称 </td><td> 会社 </td><td> カタログ番号 </td><td> コメント（オプション） </td></tr><tr><td>オクタデシルアミン（ODA）は、90％ </td><td>フィッシャー</td><td> AC12932-0050 </td><td></td></tr><tr><td>セレン（Se）、200メッシュ</td><td>アクロス</td><td> AC19807-2500 </td><td></td></tr><tr><td>トリ-n-オクチルホスフィン（TOP）、97％ </td><td>ストレム</td><td> 15から6655 </td><td>空気感受性</td></tr><tr><td>ジエチル亜鉛（Et2Zn）、重量10％。 </td><td>アルドリッチ</td><td> 22080 </td><td>空気に敏感な、光に敏感な</td></tr><tr><td>メタノール、99.8％、無水</td><td>アルドリッチ</td><td> 179337 </td><td></td></tr><tr><td>トルエン、99.8％、無水</td><td>アルドリッチ</td><td> 244511 </td><td></td></tr><tr><td>トリ-n-octylphosph伊根オキシド（TOPO）、99％ </td><td>アルドリッチ</td><td> 223301 </td><td></td></tr><tr><td> N-オクタデシルホスホン酸（ODPA）、98％ </td><td> PCIの合成</td><td> 104224 </td><td></td></tr><tr><td> hexylphosphonic酸（HPA）、98％ </td><td> PCIの合成</td><td> 4721-24-8 </td><td></td></tr><tr><td>酸化カドミウム（CDO）、99.99％ </td><td>アルドリッチ</td><td> 202894 </td><td></td></tr><tr><td>硫黄（S）、99.999％ </td><td>アクロス</td><td> AC19993-0500 </td><td>悪臭</td></tr><tr><td> 11 - メルカプトウンデカン酸（MUA）で、95％ </td><td>アルドリッチ</td><td> 450561 </td><td></td></tr><tr><td>水酸化カリウム（KOH） </td><td>アクロス</td><td> AC13406-0010 </td><td></td></tr><tr><td>クロロホルム</td><td> VWR </td><td> EM-CX1059-1 </td><td></td></tr><tr><td>酸化鉛（PbO）を、99.999％ </td><td>アルドリッチ</td><td>32306-1KG </td><td></td></tr><tr><td> 1 - オクタデセン（ODE）、90％ </td><td>アルドリッチ</td><td> O806-25ML </td><td></td></tr><tr><td>オレイン酸（OA）、90％ </td><td>アルドリッチ</td><td> O1008-1G </td><td></td></tr><tr><td>ビス（トリメチルシリル）スルフィド（TMS）、合成グレード</td><td>アルドリッチ</td><td> 283134-25G </td><td>反応性の高い空気に敏感、強い臭気、 </td></tr><tr><td>アセトン</td><td> EMDケミカルズ</td><td> AX0118-2 </td><td></td></tr><tr><td>酢酸カドミウム</td><td>アクロス</td><td> AC31713-5000 </td><td></td></tr><tr><td>硫化ナトリウム九水和物（Na 2 Sを•9H 2 O）で、98％ </td><td> Alfa Aesar社</td><td> CB1100945 </td><td>光感受性</td></tr><tr><td>ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド（CTAB）、99％ </td><td>シグマ</td><td> H6269-100G </td><td></td></tr><tr><td>オレイルアミン、70％ </td><td>アルドリッチ</td><td> O7805-5G </td><td></td></tr><tr><td>ジフェニルエーテル</td><td>アルファAesar社</td><td> 101-84-8 </td><td></td></tr><tr><td> 1,2 - ヘキサデカン</td><td> TCI </td><td> 6920-24-7 </td><td></td></tr><tr><td>白金（II）アセチルアセトナート、97％ </td><td>アルドリッチ</td><td> 282782-5G </td><td></td></tr><tr><td>イソプロパノール、99.8％、無水</td><td>アクロス</td><td> AC32696-0025 </td><td></td></tr><tr><td>四塩化チタン（TiCl 4を）、99.9％ </td><td>アルドリッチ</td><td> 697079-25G </td><td>非常に敏感な空気</td></tr><tr><td>二酸化チタンは、DSL 90T </td><td>ダイソル</td><td> DSL 90T </td><td></td></tr><tr><td>テルピネオール</td><td> MPバイオメディカル</td><td> 98-55-5 </td><td></td></tr><tr><td> 3 - メルカプトプロピオン酸（MPA）は、99％ </td><td> Alfa Aesar社</td><td> A10435 </td><td>悪臭</td></tr><tr><td>オクタン、無水、99％ </td><td>アルドリッチ</td><td> 412236 </td><td></td></tr></tbody></table>

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

シングルナノコンポジットの異なる半導体材料を対等接続すると、材料界面を横切る電荷キャリアの空間分布も優れた制御を提供する新規光電子材料の開発のための合成手段を提供します。この研究が示すように、ドナーとアクセプターのようなナノ結晶膜の積層アセンブリは太陽光を生じさせる一方、単一ナノ粒子におけるドナー·アクセプターナノ結晶（NC）のドメインの組み合わせは、効率的な光触媒材料の1から5の実現につながることができます材料。 最初は紙が共同で光誘起電荷分離を促進直線積み重ねたZnSe、CdSの、およびPtドメインを含む、複合無機ナノ結晶の合成に焦点を当てています。これらの構造は、H 2ガスの生産で、その結果、日射下での水の光触媒用水溶液中で使用されています。の光誘起分離を強化するために、料金は、真性電界に起因する線形グラデーションでナノロッド形態は5で使用されます。ドメイン間のエネルギー論は、その後（メタノールを経由して）犠牲再生のためのZnSeのドメインの表面に穴を追放しながら、Ptの触媒部位に向かって光生成電子を駆動するように最適化されています。ここでは、水素を生成するための唯一の効果的な方法は、半導体 - リガンド界面でのエネルギー準位のアライメントを調整することで、表面状態を不動態化する電子供与性配位子を用いることであることを示している。水の安定的かつ効率的な削減が劣化それから精力的な穴を防止する、彼らは、半導体領域の価電子帯に空席を埋めるという事実のために、これらの配位子で許可されています。具体的には、半導体領域は機能残して、穴のエネルギーは配位子部分に転送されることを示している。これは、配位子が分解されるときに、正常な状態に全体のナノ結晶体 - リガンドシステムを戻すことを可能に、単にシステム4に新鮮な配位子を追加します。 太陽光電荷分離を促進するために、我々は、PBSおよびTiO 2膜の複合二層の固体を使用しています。穴をPBS層6を介してAu電極に送られているが、この構成では、光誘起電子はTiO 2に注入され、その後、FTO電極によってピックアップされます。後者を開発するために、我々は、CdS半導体の周囲のマトリックスに接着PbSのNCができます（SMENA）戦略半導体マトリックスカプセル化されたナノ結晶アレイをご紹介します 。結果として、製造された固形物は、優れた熱安定性を示すナノマトリックスインターフェイスのヘテロエピタキシャル構造に起因して、プロトタイプ太陽電池7の魅力的な光捕集性能を示します。

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

太陽エネルギー生産のデプロイ可能な電荷分離半導体ナノ複合材料の開発のための一般的な戦略が提示されます。ドナー - アクセプターナノ結晶薄膜のバルクへテロ接合太陽電池はエネルギー変換のために使用することができますが、我々は、単一ナノ粒子の幾何学におけるドナー - アクセプターナノドメインのそのアセンブリ光触媒機能を生じさせるが表示されます。

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Research

JoVE Journal

Engineering

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によってナノ構造イットリア安定化ジルコニア（YSZ）足場の高温製作<em&gt;その場での</em&gt;カーボンテンプレート化キセロゲル

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