Фотоэлектрохимические солнечные элементы на основе тонкопленочных полупроводниковых соединений висмута
Руководитель проекта: Дергачева Маргарита Борисовна
Исполнители проекта:
Организация: Акционерное общество "Институт топлива, катализа и электрохимии им. Д.В. Сокольского"
Инвентарный номер: 0222РК00233
Регистрационный номер: 0120РК00417
Ключевые слова: Оксид меди висмута,Солнечные ячейки,Тиоиодид висмута,Фотоанод,Фотокатод
1) Разработаны 2 метода получения тонких пленок CuBi2O4, основанные на химическом и электрохимическом способах синтеза. Физико-химические исследования показали кристаллическую структуру плёнок CuBi2O4. Фотоэлектрохимическая активность исследована методом РЕС. Максимальная квантовая эффективность фототока составила ~10 % для пленок, полученных химическим осаждением и ~50% для электроосажденных пленок.
2) Разработан метод химического осаждения пленок BiSI. Исследовано влияние времени осаждения (15, 30, 45 и 60 минут) на морфологию поверхности и состав пленки BiSI. В процессе осаждения формируется не только соединение BiSI, но и вторичная фаза Bi19S27I3. РЕС исследования подтвердили n-тип проводимости полупроводника.
3) Разработан химический способ модифицирования поверхности электродов наночастицами платины. Образцы исследованы методами SEM, EDAX, и РФА. Установлено, что нанесение наночастиц Pt приводит к уменьшению фотокоррозии и увеличению значений фототока.
4) Разработана конструкция фотоэлектрохимической ячейки, в которой в качестве фотокатода использована композиция CuBi2O4/Pt, а в качестве фотоанода - BiSI/Pt. Проведены исследования работы ячейки с электролитами 0,01М K3[Fe(CN)6] + 0,01М K4[Fe(CN)6] + 0,1М Na2SO4, 0,1М Na2HPO4 + 0,1М NaH2PO4 (pH 6,7) + 0,1М KI, 0,25 M NaI в ацетонитриле. Определена величина квантового выхода фототока, выполнен расчёт эффективности фотопреобразования в исследуемых электролитах. Разработан технологический регламент создания ячейки.
