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A ZnO nanowire bio-hybrid solar cell

机译：ZnO纳米线生物混合太阳能电池

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Harvesting solar energy as a carbon free source can be a promising solution to the energy crisis and environmental pollution. Biophotovoltaics seek to mimic photosynthesis to harvest solar energy and to take advantage of the low material costs, negative carbon footprint, and material abundance. In the current study, we report on a combination of zinc oxide (ZnO) nanowires with monolayers of photosynthetic reaction centers which are self-assembled, via a cytochrome c linker, as photoactive electrode. In a three-probe biophotovoltaics cell, a photocurrent density of 5.5 mu A cm(-2) and photovoltage of 36 mV was achieved, using methyl viologen as a redox mediator in the electrolyte. Using ferrocene as a redox mediator a transient photocurrent density of 8.0 mu A cm(-2) was obtained, which stabilized at 6.4 mu A cm(-2) after 20 s. In-depth electronic structure characterization using photoemission spectroscopy in conjunction with electrochemical analysis suggests that the fabricated photoactive electrode can provide a proper electronic path for electron transport all the way from the conduction band of the ZnO nanowires, through the protein linker to the RC, and ultimately via redox mediator to the counter electrode.
机译：收获太阳能作为碳自由来源可能是能源危机和环境污染的有希望的解决方案。 Biophotovoltaics寻求模仿光合作用以收获太阳能，并利用低材料成本，负碳足迹和材料丰富。在目前的研究中，我们通过细胞色素C接头，以通过细胞色素C接头进行自组装的光合反应中心的单层的氧化锌（ZnO）纳米线的组合。在三个探针生物电胶细胞中，使用甲基Viologen作为电解质中的氧化还原介体，实现了5.5μmcm（-2）和36mV的光电电压密度。使用二茂铁作为氧化还原介体，得到8.0μmCcm（-2）的瞬时光电流密度，在20秒后在6.4μm（-2）下稳定。利用电化学分析结合电化学光谱的深入电子结构表明，制造的光活性电极可以通过ZnO纳米线的导通带，通过蛋白质接头向RC提供适当的电子路径。最终通过氧化还原介体到对电极。

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