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【2h】

Homogeneous Photosensitization of Complex TiO2 Nanostructures for Efficient Solar Energy Conversion

机译：复杂TiO2纳米结构的均相光敏化以实现高效的太阳能转化

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TiO2 nanostructures-based photoelectrochemical (PEC) cells are under worldwide attentions as the method to generate clean energy. For these devices, narrow-bandgap semiconductor photosensitizers such as CdS and CdSe are commonly used to couple with TiO2 in order to harvest the visible sunlight and to enhance the conversion efficiency. Conventional methods for depositing the photosensitizers on TiO2 such as dip coating, electrochemical deposition and chemical-vapor-deposition suffer from poor control in thickness and uniformity, and correspond to low photocurrent levels. Here we demonstrate a new method based on atomic layer deposition and ion exchange reaction (ALDIER) to achieve a highly controllable and homogeneous coating of sensitizer particles on arbitrary TiO2 substrates. PEC tests made to CdSe-sensitized TiO2 inverse opal photoanodes result in a drastically improved photocurrent level, up to ~15.7 mA/cm2 at zero bias (vs Ag/AgCl), more than double that by conventional techniques such as successive ionic layer adsorption and reaction.
机译：基于TiO2纳米结构的光电化学（PEC）电池作为产生清洁能源的方法正受到全世界的关注。对于这些器件，通常使用窄带隙半导体光敏剂（例如CdS和CdSe）与TiO2耦合，以收集可见的阳光并提高转换效率。用于将光敏剂沉积在TiO2上的常规方法（例如浸涂，电化学沉积和化学气相沉积）的厚度和均匀性控制不佳，并且对应于较低的光电流水平。在这里，我们演示了一种基于原子层沉积和离子交换反应（ALDIER）的新方法，可在任意TiO2基底上实现高度可控且均匀的敏化剂颗粒涂层。对CdSe敏化的TiO2反相蛋白石光阳极进行的PEC测试导致光电流水平大大提高，在零偏压（vs Ag / AgCl）时高达〜15.7 mA / cm 2 ，是传统方法的两倍以上连续离子层吸附和反应等技术。

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