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钙钛矿光催化:在 CsPbBr3 纳米晶体和功能化二茂铁分子的界面实现长寿命电荷分离状态
Journal of Materials Chemistry A ( IF 10.7 ) Pub Date : 2022-09-06 , DOI: 10.1039/d2ta05692e
Siddharth Singh 1 , Diksha Mittal 1, 2 , Vinithra Gurunarayanan 1 , Ankita Sahu 1, 2 , Ramesh Ramapanicker 1 , Vishal Govind Rao 1
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铯铅卤化物(CsPbX 3)钙钛矿在太阳能电池应用中脱颖而出,现在在光催化领域也受到关注。由于在复合前及时提取电荷载流子的光催化存在根本性挑战,考虑到最近使用类似方法开发的太阳能电池的功率转换效率为 25%,结合基于二茂铁 (Fc) 的功能可以在卤化铅钙钛矿中提供显着的电荷提取效率. 在这里,我们将 Fc 与氨基酸残基共价连接,以设计三种分子氧化还原继电器,它们的 -COOH 与 Fc 单元的比例不同,并用它们来探测 CsPbBr 3中的空穴转移动力学。用于光催化应用的钙钛矿纳米晶体(NCs)。由于 Fc 形成疏水尾的一部分,极性羧酸 (-COOH) 头基的存在赋予分子表面活性剂型性质,使其可以在胶体溶液中与 CsPbBr 3 NCs 表面结合。有趣的是,当在 CsPbBr 3中的电子和表面结合的 Fc 衍生物中的空穴之间产生偶极子时,所有三种情况下的增强结合(如 XPS 峰位移所示)导致形成长寿命的电荷分离状态. 这在瞬态吸收光谱中很明显,当 CsPbBr 3异常持续漂白时在 Fc 衍生物存在下观察到激子峰。电荷分离态的这种长期存在无疑反映了分子系统的效用与钙钛矿 NC 中的 Fc 衍生物一样具有成本效益,以进行光催化反应,其中及时提取电荷载流子始终是一个需要克服的挑战。



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更新日期:2022-09-06
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