Використання спектроскопії та оптичної мікроскопії для характеристики тонкіх плівок діоксиду зетитану
Анотація
У цій статті представлено електронну структуру поверхні та морфологічні характеристики плівок нанокристалічного діоксиду титану (nc-TiO2), отриманих із двох різних золь-гелів. За допомогою скануючої тунельної мікроскопії/спектроскопії (STM/S) було виявлено, що частинки nc-TiO2, отримані з партії A, мають ширину забороненої зони на поверхні ~3,3 еВ, тоді як частинки nc-TiO2, отримані з партії B, мають ширину забороненої зони на поверхні. ~2,6 еВ. З іншого боку, дрібні частинки агрегували разом, щоб утворити більші частинки розміром від ~120 нм до 150 нм і розподілені випадковим чином по поверхні плівок партії A nc-TiO2. Для плівок партії B nc-TiO2 дрібні частинки утворили більші частинки, але їхній розмір коливається від 200 нм до 225 нм. Це пояснюється відмінностями між золь-гелями, що використовуються для отримання плівок nc-TiO2. В результаті цього електрична потужність сонячних елементів Batch A nc-TiO2/P3HT збільшена більш ніж у 8 разів у порівнянні з сонячними елементами Bach B.
Завантаження
Посилання
C. Leyens, and M. Peters, Titanium and Titanium Alloys: Fundamental and Application, (Wiley, VCH, 2003).
M. Kralova, M. Vesely, and P. Dzik, “Physical and chemical properties of titanium dioxide printed layers”, Catal. 161(1), 97 (2011). https://doi.org/10.1016/j.cattod.2010.11.019
H. Al-Dmour, RH. Alzard, H. Alblooshi, K. Alhosani, S. AlMadhoob, and N. Saleh, “Enhanced Energy Conversion of Z907-Based Solar Cells by Cucurbituril Macrocycles”, Font.Chem. 561, 1 (2019). https://doi.org/10.3389/fchem.2019.00561
Y. Liang, and H. Ding, “Mineral-TiO2 composites:Preparation and application in papermaking, paints and plastics”, J. Alloys Compd. 844, 156139 (2020). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.156139
A. Fujishima, and K. Honda, “Electrochemical Photolysis of Water at a Semiconductor Electrode”, Nature, 238, 37 (1972). https://doi.org/10.1038/238037a0
K. Gopinath, N. Madhav, A. Krishnan, R. Malolan, and G. Rangarajan, “Present applications of titanium dioxide for the photocatalytic removal of pollutants from water: A review”, J. Environ. Manage. 270, 110906 (2020) https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2020.110906
B. O’Regan, and M. Grätzel, Nature, 353, 373 (1991). https://doi.org/10.1038/353737a0
I. Hao, J, Yan, S. Guan, L, Cheng, Q. Zhao, Z. Zhu, Y. Wang, Y. Lu, and J. Liu, “Oxygen vacancies in TiO2/SnO coatings prepared by ball milling followed by calcination and their influence on the photocatalytic activity”, Appl. Surf. Sci. 466, 490 (2019). https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2018.10.071
H. Al Dmour, D.M. Taylor, and J.A. Cambridge, “Effect of nanocrystalline-TiO2 morphology on the performance of polymer heterojunction solar cells”, J. Phys. D, 40(17), 5034 (2007). https://doi.org/10.1088/0022-3727/40/17/004
F. Petronella, A. Pagliarulo, A. Truppi, M. Lettieri, M. Masieri, A. Calia, and R. Comparelli, “TiO2 Nanocrystal Based Coatings for the Protection of Architectural Stone: The Effect of Solvents in the Spray-Coating Application for a Self-Cleaning Surfaces”, Coating. 8(10), 356 (2018). https://doi.org/10.3390/coatings8100356
A. Thomas, and K. Syres, “Adsorption of organic molecules on rutile TiO2 and anatase TiO2 single crystal surfaces”, Chem. Soc. Rev. 41, 4207 (2012). https://doi.org/10.1039/c2cs35057b
NT-MDT Spectrum Instruments, Proezd 4922, 4/3 Zelenograd, Moscow 124460, Russia, http://www.ntmdt.com
C. Dette, O. Pérez, C. Kley, P. Punke, E. Patrick, P. Jacobson, F. Giustino, et al, “TiO2 Anatase with a Bandgap in the Visible Region”, Nano Lett. 14(11), 6533 (2014). https://doi.org/10.1021/nl503131s
A.A. Abd El-Moula, M. Raaif, and F.M. El-Hossary, “Optical Properties of Nanocrystalline/Amorphous TiO2 Thin Film Deposited by rf Plasma Magnetron Sputtering”, Acta Phys. Pol. A, 137, 1068 (2020). https://doi.org/10.12693/APhysPolA.137.1068
H. Al Dmour, and D.M. Taylor, “Revisiting the origin of open circuit voltage in nanocrystalline-TiO 2/polymer heterojunction solar cells”, Appl. Phys. Lett. 94, 223309 (2009). https://doi.org/10.1063/1.3153122
M. Wu, J. Wu, C. Yen, H. Lo, F. Lin, and F. Su, “Correlation between nanoscale surface potential and power conversion efficiency of P3HT/TiO2 nanorod bulk heterojunction photovoltaic devices”, Nanoscale, 2(28), 1448 (2010). https://doi.org/10.1039/b9nr00385a
H. Al Dmour, “A Capacitance response of solar cells based on amorphous Titanium dioxide (A-TiO2) semiconducting heterojunctions”, AIMS Mater. Sci. 8(2), 261 (2021). https://doi.org/10.3934/matersci.2021017
W.J.E. Beek, M.M. Wienke, M. Kemerink, X. Yang, and R.A.J. Janssen, “Hybrid Zinc Oxide Conjugated Polymer Bulk Heterojunction Solar Cells”, J. Phys. Chem. B, 109, 9505 (2005). https://doi.org/10.1021/jp050745x
Авторське право (c) 2022 Хмуд Аль-Дмур
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
