Журнал наноматериалов и молекулярных нанотехнологий

Влияние легирующих примесей на эффективность наночастиц ZnSe в качестве фотокатода для сенсибилизированных красителем солнечных элементов

Роуз CIR, Радж М.Ф. и Раджендран Дж.А.

Наночастицы ZnSe (Cu, Ni, Co-ZnSe), легированные селенидом цинка (ZnSe), медью, никелем и кобальтом, были эффективно синтезированы с помощью сольвотермального метода. Синтезированные наночастицы ZnSe были описаны с точки зрения их оптического, структурного, элементного состава, морфологических свойств и электрохимических исследований. Картина рентгеновской дифракции подтверждает гексагональную, вюрцитную структуру, а размеры кристаллитов были обоснованы как 13,7, 13,1, 10,6 и 7,9 нм для наночастиц ZnSe, Cu, Ni и Co-ZnSe соответственно, что дополнительно подтверждено анализом ПЭМ. Энергия запрещенной зоны была рассчитана как 2,5, 2,7, 3,2 и 3,5 эВ для наночастиц ZnSe, Cu, Ni, Co-ZnSe. Сканирующие электронные микроскопические изображения показали образование стержнеобразных наночастиц, а эффективное легирование было дополнительно подтверждено спектральным анализом EDX. Кинетика свойств электронного транспорта была изучена с помощью электрохимического анализа, и было обнаружено, что Co-ZnSe обладает большей электрокаталитической активностью по сравнению с наночастицами Cu, Ni-ZnSe. DSSC были изготовлены с использованием иммобилизованного рутениевым красителем полупроводникового фотоанода (TiO2), окислительно-восстановительного электролита (I-/I3 -), наночастиц ZnSe, Cu, Ni и Co-ZnSe в качестве противоэлектродов (CE). Было обнаружено, что максимальная эффективность преобразования энергии солнечных элементов составляет 1,20%, 1,99%, 2,51% и 3,21% для наночастиц ZnSe, Cu, Ni и Co-ZnSe, и было обнаружено, что легирующая примесь с большим количеством неспаренных электронов эффективно влияет на солнечный элемент.