Vliv elektron-kationtové interakce na mobilitu elektronů v nanokrystalech ZnO a TiO2: studie pomocí ultrarychlé terahertzové spektroskopie

Text

Barvivem senzitivizované polovodiče jsou slibnými materiály pro použití v Grätzelových solárních článcích. V naší práci se zabýváme vstřikováním elektronů do polovodiče a počáteční fází transportu elektronů k anodě. Ukázali jsme, že přenos náboje v aktivním nanostrukturovaném solárním článku a v nesenzitivizovaných polovodičích může být velmi odlišný. Elektron-kationtový komplex v ZnO je zformován během 5 ps, což způsobuje rychlou rekombinaci náboje. Elektronová mobilita je ovšem výrazně snížena i po disociaci komplexu (100 ps) kvůli silné elektrostatické interakci mezi injektovanými elektrony a kationty barviva. Oproti tomu senzitivizované nanokrystaly TiO2 tímto problémem díky své vysoké permitivitě netrpí. Věříme, že tyto procesy jsou zodpovědné za odlišné účinnosti konverze energie mezi Grätzelovými články, jež jsou založeny na TiO2 a ZnO.

largetio2.png
Popis
Souhrn přechodného IR vodivého spektra v různých vzorcích. Symboly (levá osa): naměřená data; křivky (pravá osa): vypočtená mobilita přímo fotogenerovaných elektronů (plná čára) a injektovaných elektronů (přerušovaně). V levém grafu se tyto křivky překryývají.