Cấu trúc nano xốp trật tự 3 chiều CdS/ZnO cho hiệu suất cao trong ứng dụng quang điện hóa tách nước

Tóm tắt

Cấu trúc nano xốp trật tự 3 chiều đã và đang được xem xét như là một thông số "chìa khóa" để chế tạo những điện cực quang cho hiệu suất cao trong ứng dụng quang điện hóa tách nước (PEC), nhờ vào khả năng hấp thụ ánh sáng cao và sở hữu một diện tích bề mặt lớn. Trong nghiên cứu này, cấu trúc CdS/ZnO xốp trật tự 3 chiều được chế tạo theo phương pháp khuôn cứng: Đầu tiên những quả cầu polystyrene (PS) được lắng đọng trên đế dẫn ITO (oxit thiếc indi), sau đó vật liệu ZnO được điền đầy vào những khe hở giữa những hạt cầu sử dụng phương pháp lắng đọng điện
hóa, tiếp theo các hạt cầu PS được loại bỏ bởi nhiệt độ tại 500oC để hình thành cấu trúc xốp trật tự 2 chiều. Cuối cùng, các hạt nano CdS được lắng đọng trên bề mặt của ZnO theo phương pháp hóa ướt để hình thành cấu trúc CdS/ZnO xốp trật tự 3 chiều. Thuộc tính quang điện hóa tách nước của những cấu trúc chế tạo được nghiên cứu và so sánh một cách có hệ thống. Kết quả đo quang điện hóa cho thấy, dưới bức xạ của ánh sáng mô phỏng ánh sáng mặt trời, hiệu suất chuyển đổi năng lượng của cấu trúc CdS/ZnO xốp trật tự 3 chiều tối ưu là 3,4%, cao hơn gần 1,9 lần so với hiệu suất 1,8% của cấu trúc CdS/ZnO màng mỏng với cùng điều kiện chế tạo.