Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Синтез и фотоэлектрохимические свойства тиоиодида висмут


https://doi.org/10.29235/1561-8331-2018-54-4-413-418

Полный текст:


Аннотация

Разработан метод химического осаждения монокристаллических игл тиоиодида висмута BiSI, характеризующихся высокой, достигающей 55 %, квантовой эффективностью генерации фототока в водных растворах электролитов. Установлено, что введение сульфид- и иодид-анионов в раствор приводит к существенному увеличению абсолютных значений фототока, причем наличие сульфид-ионов вызывает значительный (около 0,5 В) сдвиг энергетических зон BiSI в направлении более отрицательных потенциалов. Обнаруженный эффект представляет интерес для повышения фотонапряжения солнечных элементов на основе BiSI и может найти применение в гетерогенно-сенсибилизированных системах для повышения эффективности инжекции фотоэлектронов из узкозонного сенсибилизатора в матрицу из широкозонного полупроводника.


Об авторах

М. Е. Козыревич
Белорусский государственный университет, Минск
Беларусь
ассистент кафедры электрохимии


Д. В. Ивашенко
Белорусский государственный университет, Минск
Беларусь
магистрант химического факультета


Е. А. Бондаренко
Белорусский государственный университет, Минск
Беларусь
мл. науч. сотрудник


Е. А. Стрельцов
Белорусский государственный университет, Минск
Беларусь
д-р хим. наук, профессор, зав. кафедрой электрохимии


А. И. Кулак
Институт общей и неорганической химии Национальной академии наук Беларуси, Минск
Беларусь
член-корреспондент, д-р хим. наук, профессор, директор


Список литературы

1. Near IR-sensitive, non-toxic, polymer/nanocrystal solar cells employing Bi2S3 as the electron acceptor / L. Martinez [et al.] // Adv. Energy Mater. – 2011. – Vol. 1, № 6. – P. 1029–1035. https://doi.org/10.1002/aenm.201100441

2. Sankapal, B. R. Photoelectrochemical characterization of Bi2Se3 thin films deposited by SILAR technique / B. R. Sankapal, C. D. Lkohande // Mater. Chem. Phys. – 2002. – Vol. 73, № 2–3. – P. 151–155. https://doi.org/10.1016/s0254-0584(01)00362-5

3. Enhanced performance of dye-sensitized solar cell using Bi2Te3 nanotube/ZnO nanoparticle composite photoanode by the synergistic effect of photovoltaic and thermoelectric conversion / Y. Dou [et al.] // J. Power Sources. – 2016. – Vol. 307. – P. 181–189. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2015.12.113

4. Photocurrent switching effect on platelet-like BiOI electrodes: Influence of redox system, light wavelength and thermal treatment / M. E. Kazyrevich [et al.] // Electrochim. Acta. – 2016. – Vol. 190. – P. 612–619. https://doi.org/10.1016/j. electacta.2015.12.229

5. Zhao, K. The first BiOI-based solar cells / K. Zhao, X. Zhang, L. Zhang // Electrochem. commun. – 2009. – Vol. 11, № 3. – P. 612–615. https://doi.org/10.1016/j.elecom.2008.12.041

6. Crossed BiOI flake array solar cells / K. Wang [et al.] // Electrochem. commun. – 2010. – Vol. 12, № 12. – P. 1764–1767. https://doi.org/10.1016/j.elecom.2010.10.017

7. P-DSSCs with BiOCl and BiOBr semiconductor and polybromide electrolyte / A. Luz [et al.] // Solid State Sci. – 2013. – Vol. 19. – P. 172–177. https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2013.02.021

8. Synthesis, crystal structure, and photoelectric properties of a new layered bismuth oxysulfide / S. Meng [et al.] // Inorg. Chem. – 2015. – Vol. 54, № 12. – P. 5768–5773. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.5b00436

9. Fabrication of an oxysulfide of bismuth Bi2O2S and its photocatalytic activity in a Bi2O2S/In2O3 composite /

10. A. L. Pacquette [et al.] // J. Photochem. Photobiol. A Chem. – 2014. – Vol. 277. – P. 27–36. https://doi.org/10.1016/j. jphotochem.2013.12.007

11. Giant incident photon-to-current conversion with photoconductivity gain on nanostructured bismuth oxysulfide photoelectrodes under visible-light illumination / E. A. Bondarenko [et al.] // Adv. Mater. – 2017. – Vol. 29, № 40. https: //doi.org/10.1002/adma.201702387

12. Monoclinic bismuth vanadate band gap determination by photoelectrochemical spectroscopy / M. V. Malashchonak [et al.] // Mater. Chem. Phys. – 2017. – Vol. 201. – P. 189–193. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2017.08.053

13. Park, Y. Progress in bismuth vanadate photoanodes for use in solar water oxidation / Y. Park, K. J. McDonald, K.-S. Choi // Chem. Soc. Rev. – 2013. – Vol. 42, № 6. – P. 2321–2337. https://doi.org/10.1039/c2cs35260e

14. Comprehensive evaluation of CuBi2O4 as a photocathode material for photoelectrochemical water splitting / S. P. Berglund [et al.] // Chem. Mater. – 2016. – Vol. 28, № 12. – P. 4231–4242.

15. Xie, L. Preparation of a novel Bi2MoO6 flake-like nanophotocatalyst by molten salt method and evaluation for photocatalytic decomposition of rhodamine B / L. Xie, J. Ma, G. Xu // Mater. Chem. Phys. – 2008. – Vol. 110, № 2–3. – P. 197–200. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2008.01.035

16. Synthesis and photocatalytic properties of bismuth titanate with different structures via oxidant peroxo method (OPM) / A. E. Nogueira [et al.] // J. Colloid Interface Sci. – 2014. – Vol. 415. – P. 89–94. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2013.10.010

17. Slikkerveer, A. Pharmacokinetics and toxicity of bismuth compounds / A. Slikkerveer, F. A. de Wolff // Med. Toxicol. Adverse Drug Exp. – 1989. – Vol. 4. – №. 5. – P. 303–323. https://doi.org/10.1007/bf03259915

18. Hahn, N. T. BiSI micro-rod thin films: Efficient solar absorber electrodes? / N. T. Hahn, J. L. Self, C. B. Mullins // J. Phys. Chem. Lett. – 2012. – Vol. 3, № 11. – P. 1571–1576. https://doi.org/10.1021/jz300515p

19. n-BiSI thin films: Selenium doping and solar cell behavior / N. T. Hahn [et al.] // J. Phys. Chem. C. – 2012. – Vol. 116, № 47. – P. 24878–24886. https://doi.org/10.1021/jp3088397

20. A facile and clean synthesis of pure bismuth sulfide iodide crystals / X. Su [et al.] // Russ. J. Inorg. Chem. – 2006. – Vol. 51, № 12. – P. 1864–1868. https://doi.org/10.1134/s0036023606120047

21. Peter, L. M. The photoelectrochemical properties of anodic Bi2S3 films / L. M. Peter // Journal of Electroanalytical Chemistry. – 1979. – Vol. 98, № 1. – P. 49–58. https://doi.org/10.1016/0368-1874(79)87019-7

22. Гуревич, Ю. Я. Фотоэлектрохимия полупроводников / Ю. Я. Гуревич, Ю. В. Плесков. – М.: Наука, 1983. – 312 с.

23. Effects of dissolved Cd2+ and S2– ions on the flatband potential of CdS electrode in aqueous solution / H. Minoura [et al.] // Jpn. J. Appl. Phys. – 1977. – Vol. 16. – P. 865–866. https://doi.org/10.1143/jjap.16.865

24. Band-edge tuning in self-assembled layers of Bi2S3 nanoparticles used to photosensitize nanocrystalline TiO2 / L. M. Peter [et al.] // J. Phys. Chem. B. – 2003. – Vol. 107. – P. 8378–8381. https://doi.org/10.1021/jp030334l


Дополнительные файлы

Просмотров: 149

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1561-8331 (Print)
ISSN 2524-2342 (Online)