SU1093205A1 - Photoelectrochemical element - Google Patents
Photoelectrochemical element Download PDFInfo
- Publication number
- SU1093205A1 SU1093205A1 SU823525362A SU3525362A SU1093205A1 SU 1093205 A1 SU1093205 A1 SU 1093205A1 SU 823525362 A SU823525362 A SU 823525362A SU 3525362 A SU3525362 A SU 3525362A SU 1093205 A1 SU1093205 A1 SU 1093205A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- formaldehyde
- dye
- mol
- potassium hydroxide
- electrolyte
- Prior art date
Links
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 28
- 206010034972 Photosensitivity reaction Diseases 0.000 claims abstract description 15
- 230000036211 photosensitivity Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- AAAQKTZKLRYKHR-UHFFFAOYSA-N triphenylmethane Chemical compound C1=CC=CC=C1C(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 AAAQKTZKLRYKHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 18
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 10
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 3-(oxolan-2-yl)propanoic acid Chemical compound OC(=O)CCC1CCCO1 WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052980 cadmium sulfide Inorganic materials 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006862 quantum yield reaction Methods 0.000 description 2
- CVAVMIODJQHEEH-UHFFFAOYSA-O rhodamine B(1+) Chemical compound C=12C=CC(=[N+](CC)CC)C=C2OC2=CC(N(CC)CC)=CC=C2C=1C1=CC=CC=C1C(O)=O CVAVMIODJQHEEH-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 241001397173 Kali <angiosperm> Species 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000009089 cytolysis Effects 0.000 description 1
- 238000000586 desensitisation Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000016507 interphase Effects 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 208000017983 photosensitivity disease Diseases 0.000 description 1
- 231100000434 photosensitization Toxicity 0.000 description 1
- CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N potassium oxide Chemical compound [O-2].[K+].[K+] CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001950 potassium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- Y02E60/12—
Landscapes
- Hybrid Cells (AREA)
Abstract
1. ФОТОЭЛККТРОХИМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ, состо щий нз полупроводникового электрода п-типа в контакте с электролитом из гидроокиси кали , содержащим органический восстановитель - формальдегид, и противоэлектрода , о т л и ч а ю щ и и с тем, что, с целью увеличени фоточувстви- : тельности, в состав электролита введен краситель трифенилметановой . 11Ы, преимущественно кристаллический фиолетовый при следующем соотношении компонентов, моль: Формальдегид . ,5 Гидроокись кали . .0,5- J, 5 Краситель 510-; -5 -lOt1. PHOTOELKTROCHEMICAL ELEMENT, composed of n-type semiconductor electrode in contact with potassium hydroxide electrolyte containing an organic reducing agent, formaldehyde, and the counter electrode, so as to increase photosensitivity : In addition, triphenylmethane dye was added to the electrolyte. 11Ы, predominantly crystal violet in the following ratio of components, mol: Formaldehyde. , 5 Potassium hydroxide. .0.5- J, 5 Dye 510-; -5 -lOt
Description
koko
сwith
Насто щее изобретение относитс к электротехнической промьшшенности и 14ожет быть- использовано в химических источниках тока.5The present invention relates to the electrical industry and 14 can be used in chemical current sources.
Известен фотоэлектрохимический элемент, состо щий из прозрачного полупроводникового электрода и противо- , электрода в электролите.A photoelectrochemical cell is known, consisting of a transparent semiconductor electrode and a counter-electrode in an electrolyte.
Недостатками такого Фотоэлемента JQ . . вл ютс отсутствие процесса умножени фототока как и области поглощени . красител ми, так и в области собст- : венного поглощени полупроводника, ,что приводит к низкой фоточувстви- 15 тельности всего элемента, а также нестабильность его характеристик протекани процессов окисле ни ..- -...-.. . , ; . Наиболее близким по технической 20 сущности и достигаемым результатам . вл етс . электрохимический элемент,/состо щий из полупроводникового элек трода п-типа в контакте с электролитом из гидроокиси кали , содержа- 25 пщм оР нический:восстановитель, формальдегид , и противоэле строда.The disadvantages of this photocell JQ. . The absence of the photocurrent multiplication process as well as the absorption region. dyes, and in the field of intrinsic absorption of a semiconductor, which leads to a low photosensitivity of the entire element, as well as the instability of its characteristics of the oxidation processes .. ..--...- ... ,; . The closest to the technical essence and the achieved results. is. an electrochemical cell / consisting of a p-type semiconductor electrode in contact with potassium hydroxide electrolyte containing 25 micro-cells: a reducing agent, formaldehyde, and a counter-electrolyte.
Недостатком его вл етс низка . фоточувствительность-в области 1энер- гий, меньщих ширины запрещенной зоны JJQ полупроводника, вследствие малой 1Штейсивности фотопереходов в этой области , привод щих к Генерации свободных носителей.; Целью изобретени вл етс увели- . чениё фоточувствительности,The disadvantage of it is low. photosensitivity is in the region of energies smaller than the width of the band gap of the semiconductor JJQ due to the low 1-degree of phototransitions in this region leading to the generation of free carriers .; The aim of the invention is to increase. photosensitivity,
С этой целью предлагаетс . фото- . электрохимический элемент, состо щий из полупроводникового электрода п-ти .па в контакте с электролитом из гид- Q -. роокиси кали ,.содержащим органический восстановитель - формал ьдегид, ц противоэлектрода, в котором, согласно .; изобретению, в состав электролита ; . введен краситель трифенилметановой 45 Группы, 1феимуществен1|о кристаллический фиолетовый, при следунщем соотношении компонентов, моль:For this purpose, offers. a photo- . an electrochemical cell consisting of a n-tip semiconductor electrode in contact with an electrolyte of hydro- Q -. potassium oxide, containing organic reductant - formaldehyde, C counter electrode, in which, agrees; the invention, the composition of the electrolyte; . a dye of triphenylmethane group 45 was introduced, 1 crystal with violet violet, with the following ratio of components, mol:
Формальдегид . 1-2,5 Гидр оокись . , . кали 0,5-1,,5Formaldehyde. 1-2,5 Hydrooxide. , Kali 0.5-1, 5
Кра-лтель 5Ю- -З 10- Предложенный электрохимический , фотоэлемент состоит из полупроводника . п-типа, вспомогательного электрода - , металлического, угольного и электролита состава растворитель - вода. .Kra-ltel 5Ü- -З 10- The proposed electrochemical photocell consists of a semiconductor. p-type, auxiliary electrode - metal, coal and electrolyte composition of the solvent - water. .
Формальдегид 1-2,5 моль; гидроокись кали 0,5-1,5 моль, красителиFormaldehyde 1-2.5 mol; potassium hydroxide 0.5-1.5 mol, dyes
(родамин С или кристаллический фиолетовый ) - 510 -510 моль. Предег лыконцентраций красител обусловлены механизмом процесса фотосенсибилиза- ции.(rhodamine C or crystal violet) - 510 -510 mol. The range of dye concentrations is determined by the mechanism of the photosensitization process.
Сущность изобретени по сн етс при рассмотрении электрофизических влений на межфаэной границе полупроводник п-типа - электролит.The invention is explained when considering electrophysical phenomena at the interphase boundary, an n-type semiconductor is an electrolyte.
При адсорбции красителей на поверхности полупроводника происходит фотосенсибилизаци полупроводника В области поглощени .красителей пу-, тем подачи передачи электрона из воз бужденной молекулы красител в зону проводимости сульфида кадми . Этот, процеЬс может протекать также с участием поверхностных состо ний, которые обмениваютс электронами с п-зоной суль4ввда кадми .и возбужденной молекулой красител , В обоих эТих . случа х органические восстановители либо регенерируют окисленную форму красител , либо заполн ют электронами полупроводниковую электронную / структуру (ПЭС), из которых генерируютс электроны в С-зону сульфида кад- ми ; При больших, концентраци х красйтел больше чем 5-10, фотосенсиби-:; лизаци смен е тс десенсибилизацией, поскольку оптимум фбтосенсибилизации наступает существенно раньше полного покрыти поверхности электрода монослоём адсорбированного тел . ,: :. . - л ,. During the adsorption of dyes on the semiconductor surface, the semiconductor is photosensitized. In the absorption region of the dyes, the electron transfer from the excited dye molecule to the conduction band of cadmium sulfide is transmitted. This process can also occur with the participation of surface states that exchange electrons with the p-zone of a sludge along with cadmium and an excited dye molecule, in both of these types. In cases of organic reducing agents, they either regenerate the oxidized form of the dye or fill the electrons with a semiconductor electron / structure (PES), from which electrons are generated in the C-zone of the sulfide with cadmas; At high concentrations, brightens more than 5-10, photosensibi :; lysis is replaced by desensitization, since the optimum of pbtosensitization occurs much earlier than the complete coating of the electrode surface with a monolayer of adsorbed bodies. ,::. . - l,.
Сравнение поглощени адсорбйрованнрго сло красител и поглощени в объеме раствора дл родамина С и сристаллического фиолетового показы вает , что «спектр фототокасмещен в красную область по отношению к спект ру поглощени адсорбированными молекулами кр1ёсител . Величина смещени макс. в спектрах составл ла 30, 33 МэВ дл Си 22-30 МэВ дл криСталлическогоч,фиолетовЬго.A comparison of the absorption of the adsorbed dye layer and the absorption in the bulk of the solution for rhodamine C and crystalline violet shows that the photocurrent spectrum is shifted to the red with respect to the absorption spectrum of adsorbed red light molecules. Displacement max. the spectra were 30, 33 MeV for Cu; 22-30 MeV for crystalline, violet.
При введении в электролит формал дегида спектральные характеристики фототока в области поглоще{1И кра сител ми не измен тшсь, в то врем как амплитуда фототока возросла; ко эффициеит умножени ; фототоха дл обоих красителей был близок к 2, так же как и в области зона - тонного погло щени при окислении формальдегида . Свободными дырками. Отйошение,Максимума фототока в области поглощений красител ми к максимуму фототрка в области собственного поглощени исследованных мoнoкpиcтaллoв составл ло 0,2-2,5% ОСНОВНЫМИ преимуществами предложенного элемента вл ютс увеличение фоточувствительности в результате расширени области спектральной чув ствительности элемента ft умножени , фототока в области поглощени красител ми , а также y;tyчтение стабильнос ти фотопреобразовани при адсорбции красителей вследствие регенерации окисленной формы красИтел восстановител ми (или в результате заполнени ПЭС электронами) При М;е р 1. Электрод - моно , кристаллический .CdSxSei.x , где х п-типа, краситель - кристалли ческий фиолетовый - , формальдегид - 1,5 моль, гидроокись кали .- 1 моль, вспомогательный противоэлектрод г платина. I , , . В области прозрачности CdSxSe .у ( А 580-950 им) фоточувствительност увеличилась на 3 пор дка. В спект ральном диапазоне 300-950 им фоточув ствительиость (квантовый выход) возросла иа 2,5%. Пример 2. Электрод - моио . кристаллический CdSn-типа, .краситель рЬдамйи С - 5-10 моль формальдегид - 1, моль, гидроокись кали 1 моль, вспомогательный противоэлбктрод-углерод . . : В области прозрачности сульфида кадми (г А « 500-9 50 нм) фоточувств тельиость увеличилась на 2 пор дка. В спектральном диапазоне ЗЬО-950нм фоточувствительность возросла на 1,9%. . . - . . ,-.. ;;,. Пример 3. Электрод монокристалЛический сульфид кадми , крас11тель-родамин С -. ,5-Ю моль, формальдегид - 2 моль, гидроокись кали -.1,5 моль, вспомогательный , противоэлектрод - платина. В области прозрачности ( Д « 500950 нм) фоточувствительность увеличилась в 2,5 раза. В спектральном диапазоне 300-. 950 Им фоточувствительность (квантовый выход) возросла на t,87J5. ; Измерени спектров фототокозв через межфазну границу проводились ; с использованием.монохроматора . ; ; ВДР-2 (разрешение 1, нм) и стандарт-ной схемы., синхронного дётектирова- . ни . В качестве источника излучени ; примен лась ксеноиовал лампа ЯКСШ- ; 1000 со стабилизированным током разр да . , . . . .. . :/- .:, П р и мер А. Электрод г моиокристалличесжий сульфид , краситель - кристаллический фиолетовый - , формальдегид - : 2,5 моль, гидроокись кали - 0,5 моль вспомогательный электрод т платиид : (А«580-950 им) - фоточувствитель- ность увеличилась иа 2 пор дка. В ; спектральном диапазоне 300-950 им фо точуэствительность (квантовый вьг- г ход) возросла иа 1,01Z. , ; Таким образом, прёдло сенный фотоэлектрохимический элемент имеет вые сокую фоточувствительностьiWith the introduction of formaldehyde into the electrolyte, the spectral characteristics of the photocurrent in the absorption region {1and the colors of the cells did not change, while the amplitude of the photocurrent increased; effectivitis multiply; The phototoch for both dyes was close to 2, as well as in the zone — ton absorption zone at oxidation of formaldehyde. Free holes. The maximum photocurrent in the dye absorption region to the photocurrent maximum in the intrinsic absorption region of the studied monocoperators was 0.2-2.5%. The main advantages of the proposed element are an increase in photosensitivity as a result of the expansion of the ft multiplication region, photocurrent in the absorption of dyes, as well as y; ting of the stability of photoconversion during adsorption of dyes due to regeneration of the oxidized form of the dye by reducing agents (or in The result of filling PES with electrons) When M; er 1. Electrode is mono, crystalline .CdSxSei.x, where x is n-type, dye is crystal violet, formaldehyde is 1.5 mol, potassium hydroxide .- 1 mol, auxiliary counter electrode r platinum. I,,. In the field of CdSxSe transparency (А 580-950 im), the photosensitivity increased by 3 times. In the spectral range of 300–950, photosensitivity (quantum yield) increased by 2.5%. Example 2. Electrode - moi. crystalline CdSn-type, rdamyi C dye - 5-10 mol formaldehyde - 1, mol, potassium hydroxide 1 mol, auxiliary counter-electrolyte-carbon. . : In the field of transparency of cadmium sulfide (g A “500–9 50 nm) photosensitivity, the body sensitivity increased by 2 times. In the spectral range of Zyo-950nm photosensitivity increased by 1.9%. . . -. . , - .. ;;,. Example 3. Electrode single crystal cadmium sulfide, red-rhodamine C -. , 5-Yu mol, formaldehyde - 2 mol, potassium hydroxide -.1.5 mol, auxiliary, the counter electrode - platinum. In the field of transparency (D “500950 nm), the photosensitivity increased 2.5 times. In the spectral range of 300-. 950 They photosensitivity (quantum yield) increased by t, 87J5. ; Measurements of photocurrent spectra across the interface were carried out; using monochromator. ; ; WDR-2 (resolution 1 nm) and the standard circuit., Synchronous detektirov-. neither As a radiation source; xenohal lamp was used; 1000 with stabilized discharge current. , . . .. : / -.:, P p and mera A. Electrode g my crystalline sulphide, dye - crystal violet -, formaldehyde -: 2.5 mol, potassium hydroxide - 0.5 mol auxiliary electrode t platiid: (A "580-950 ) - photosensitivity increased by a factor of 2. AT ; The spectral range 300–950 and their photoresistance (quantum spin) increased by 1.01Z. ,; Thus, the photoelectrochemical cell element has a high photosensitivity
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU823525362A SU1093205A1 (en) | 1982-12-17 | 1982-12-17 | Photoelectrochemical element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU823525362A SU1093205A1 (en) | 1982-12-17 | 1982-12-17 | Photoelectrochemical element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1093205A1 true SU1093205A1 (en) | 1988-11-30 |
Family
ID=21040344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU823525362A SU1093205A1 (en) | 1982-12-17 | 1982-12-17 | Photoelectrochemical element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1093205A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2400872C2 (en) * | 2005-06-09 | 2010-09-27 | Эррера Артуро Солис | Photoelectrochemical method of decomposing water into hydrogen and oxygen using melanins, analogues thereof, precursors or derivatives thereof as main electrolysing element |
-
1982
- 1982-12-17 SU SU823525362A patent/SU1093205A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Патент US №4262066, кл. 429-111, 1981. Патент US № 4246882, кл. 204-75, 1980. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2400872C2 (en) * | 2005-06-09 | 2010-09-27 | Эррера Артуро Солис | Photoelectrochemical method of decomposing water into hydrogen and oxygen using melanins, analogues thereof, precursors or derivatives thereof as main electrolysing element |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Memming | Photochemical and electrochemical processes of excited dyes at semiconductor and metal electrodes | |
| Miyasaka et al. | Light energy conversion with chlorophyll monolayer electrodes. In vitro electrochemical simulation of photosynthetic primary processes | |
| Memming et al. | Electrochemical investigations on the spectral sensitization of gallium phosphide electrodes | |
| Takizawa et al. | Photocatalysis through excitation of adsorbates. 2. A comparative study of Rhodamine B and methylene blue on cadmium sulfide | |
| Hercules | Chemiluminescence resulting from electrochemically generated species | |
| Watanabe et al. | Photocatalysis through excitation of adsorbates. 1. Highly efficient N-deethylation of rhodamine B adsorbed to cadmium sulfide | |
| Wrighton et al. | Strontium titanate photoelectrodes. Efficient photoassisted electrolysis of water at zero applied potential | |
| Mi et al. | Photoelectrochemical oxidation of anions by WO 3 in aqueous and nonaqueous electrolytes | |
| Ezzaouia et al. | Visible light photo-oxidation of water with single-crystal RuS2 electrodes | |
| Memming | Electron transfer reactions of excited ruthenium (II) complexes at semiconductor electrodes | |
| Bedja et al. | Fluorescence and photoelectrochemical behavior of chlorophyll a adsorbed on a nanocrystalline SnO2 film | |
| Gary et al. | Bimolecular ionization of the triplet state of aromatic hydrocarbons in solution | |
| Tsubomura et al. | “Wet-type” solar cells with semiconductor electrodes | |
| Malpas et al. | Semiconductor electrodes. 20. Photogeneration of solvated electrons on p-type gallium arsenide electrodes in liquid ammonia | |
| Tsuiki et al. | Electrochemical solar cell based on a sprayed CdS film photoanode | |
| SU1093205A1 (en) | Photoelectrochemical element | |
| Tsubomura et al. | Chemical processes and electric power in photogalvanic cells containing reversible or irreversible reducing agents | |
| Nakatani et al. | Photoelectrochemical behavior of n-type TiO2 and other semiconductor electrodes in acetonitrile solutions containing various aromatic amines. | |
| Yamase | Production of hydrogen by a photogalvanic cell with a flavin mononucleotide‐EDTA system | |
| Chamberlain et al. | Solid-state and liquid-junction photovoltaic properties of some polar dyes | |
| Takahashi et al. | Polarographic Studies on Fat-soluble Vitamins in Nonaqueous Media: Part II. Polarography of Vitamin A and its Related Compounds in Acetonitrile-Benzene Mixture as Solvent Part III. Mechanisms of Electrode-reductions of Vitamin A and its Related Compounds in Acetonitrile-Benzene Mixture as Solvent | |
| Cheng et al. | Investigation of the photoelectric conversion of a novel molecule (E)-N-methyl-4-{2-[4-(dihexadecylamino) phenyl] ethenyl} pyridazinium iodide, inLB films fabricated on an SnO2 electrode | |
| Miyashita et al. | Electron-transfer reaction from sodium benzenethiolate to acceptors assisted by photo-excited tris (2, 2'-bipyridine) ruthenium (II). | |
| Kitamura et al. | Electron transfer sensitization. III. A kinetic study of oxidative dye formation from leuco crystal violet. | |
| Samoć et al. | Multiphoton processes of charge carrier generation in thianthrene crystals |