1. Introduction
Fuel shortage and energy crisis are two challenging issues of this century [1]. Photon-to-electron conversion is a promising scientific route for solving these energy-related problems [2]. In this route, using sunlight and a proper semiconductor-based device, the energy of photons is directlyconverted into electricity or solar fuels [3–5]. In these photonic devices, by irradiation of photons, the electrons are pumped from the valence band (VB) to conduction band (CB) of the semiconductor material; see Fig.1. The resultof this photo-excitation process is the generation of excess mobile electrons and holes in CB and VB, respectively. From chemical viewpoint, these photo-generated electrons and holes can be employed as potential reducing and oxidizing agents for redox reactions of electroactive species present at the semiconductor | electrolyte interface (Fig. 1). In the fabrication of photonic devices, depending on the type of semiconductor material being applied, its role (reductive or oxidative) becomes determined; e.g. TiO2 is an n-type semiconductor
having mobile electrons in its CB and this compound is conventionally utilized in the fabrication of photoanodes of liquid junction solar cells (DSSC or QDSC). By contrast, p-type semiconductor materials such as Cu2ZnSnS4 (CZTS) and CuInS2 have mobile holes in their VB and they are mostly applied in the fabrication of thin-film photovoltaics as well as photocathodes [6, 7]. As implicitly mentioned above, for liquid junction semiconductor photoelectrode systems (also known as photo-electrochemical cells/ reactors), three major applications are recognizable: (1) electricity generation through transport of photogenerated electrons (or holes) into external circuit of a solar cell, (2) fuel production by transferring the photogenerated electrons to their recipients (e.g. Hþ) at solution part of the interface, and (3) degradation of environmental pollutants (e.g. carcinogenic dyes) via advanced oxidation process upon the electrode surface, using the photogenerated holes/electrons. All these applications are technologically important and the investigations in the area of facile fabrication of semiconductor (simple or composite) energy materials will be therefore crucial for forthcoming photonbased green technologies. In the present paper, using an interesting/facile electrochemical route, some non-precious metallic cations such as Cu2þ, Zn 2þ and Sn4þ are co-depositedon a fluorinedopedtin oxide (FTO) glassanda p-type composite oxide photoelectrode is fabricated. Because of their
1. บทนำวิกฤตขาดแคลนและพลังงานเชื้อเพลิงได้สองประเด็นท้าทายของศตวรรษนี้ [1] โฟตอนอิเล็กตรอนแปลงเป็นสัญญา scientific กระบวนการผลิตสำหรับการแก้ปัญหาเหล่านี้เกี่ยวข้องกับพลังงาน [2] ในเส้นทางนี้ ใช้แสงแดดและเหมาะสมโดยใช้สารกึ่งตัวนำอุปกรณ์ พลังงานของ photons เป็น directlyconverted ไฟฟ้าหรือพลังงานแสงอาทิตย์เชื้อเพลิง [3-5] ในอุปกรณ์เหล่านี้ photonic โดยวิธีการฉายรังสีของ photons อิเล็กตรอนจะสูบจากวงเวเลนซ์ (VB) การนำวงดนตรี (CB) ของวัสดุสารกึ่งตัวนำ ดูภาพ Resultof กระบวนการในการกระตุ้นภาพนี้เป็นการสร้างอิเล็กตรอนเคลื่อนส่วนเกิน และหลุมใน CB และ VB ตามลำดับ จากจุดชมวิวเคมี สร้างภาพอิเล็กตรอนและหลุมเหล่านี้สามารถทำงานเป็นการลด และการรับอิเล็กตรอนสำหรับปฏิกิริยา redox พันธุ์ electroactive อยู่ในสารกึ่งตัวนำที่มีศักยภาพ | อิเล็กโทรติดต่อ (Fig. 1) ประดิษฐ์อุปกรณ์ photonic ขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุสารกึ่งตัวนำที่ถูกนำไปใช้ บทบาทของ (กล้าหาญ หรือ oxidative) กลายเป็นถูก เช่น TiO2 เป็นสารกึ่งตัวนำชนิด n มีhaving mobile electrons in its CB and this compound is conventionally utilized in the fabrication of photoanodes of liquid junction solar cells (DSSC or QDSC). By contrast, p-type semiconductor materials such as Cu2ZnSnS4 (CZTS) and CuInS2 have mobile holes in their VB and they are mostly applied in the fabrication of thin-film photovoltaics as well as photocathodes [6, 7]. As implicitly mentioned above, for liquid junction semiconductor photoelectrode systems (also known as photo-electrochemical cells/ reactors), three major applications are recognizable: (1) electricity generation through transport of photogenerated electrons (or holes) into external circuit of a solar cell, (2) fuel production by transferring the photogenerated electrons to their recipients (e.g. Hþ) at solution part of the interface, and (3) degradation of environmental pollutants (e.g. carcinogenic dyes) via advanced oxidation process upon the electrode surface, using the photogenerated holes/electrons. All these applications are technologically important and the investigations in the area of facile fabrication of semiconductor (simple or composite) energy materials will be therefore crucial for forthcoming photonbased green technologies. In the present paper, using an interesting/facile electrochemical route, some non-precious metallic cations such as Cu2þ, Zn 2þ and Sn4þ are co-depositedon a fluorinedopedtin oxide (FTO) glassanda p-type composite oxide photoelectrode is fabricated. Because of their
การแปล กรุณารอสักครู่..
