المصفوفات النانوية من Cu−Ti−O من النوع p واستخدامها في الثنائيات الضوئية الكيميائية ذات التحيز الذاتي لتوليد الهيدروجين

يظل النحاس والتيتانيوم متوافرين نسبياً في قشرة الأرض؛ لذا فإن استخدامهما في تقنيات تحويل الطاقة الشمسية على نطاق واسع يعد من الاهتمامات الكبيرة. نصفنا تصنيع أفلام مصفوفة الأنابيب النانوية من Cu-Ti-O من النوع p الموجهة عمودياً عن طريق الأكسدة الكهربائية لأفلام المعادن التيتانية الغنية بالنحاس (60% إلى 74%) التي تم رذذتها بشكل مشترك على الزجاج المغلف بأكسيد القصدير المخدر بالفلور (FTO). تُظهر أفلام مصفوفة الأنابيب النانوية من Cu-Ti-O بسمك 1 ميكرومتر كفاءات كمية خارجية تصل إلى 11%، مع استجابة طيفية للضوء تشير إلى أن الطيف المرئي الكامل، من 380 إلى 885 نانومتر، يساهم بشكل كبير في توليد تيار ضوئي. تم تصنيع ثنائيات الوصالة الضوئية الكيميائية pn باستخدام أفلام مصفوفة الأنابيب النانوية من Cu-Ti-O من النوع p بالاشتراك مع أفلام مصفوفة الأنابيب النانوية من TiO2 من النوع n. مع توجيه قواعد الزجاج خلف بعضها البعض، يتعرض الضوء للجانب الماص للأشعة فوق البنفسجية من n-TiO2، مع مرور الضوء المرئي إلى الجانب p-Cu-Ti-O. بطريقة تماثل البناء الضوئي، يتم تشغيل التفاعلات الضوئية فقط بواسطة الضوء الساقط لتوليد الوقود مع تطور الأكسجين من الجانب n-TiO2 من الثنائي والهيدروجين من الجانب p-Cu-Ti-O. حتى الآن، نجد تحت إضاءة AM 1.5 العالمية أن مثل هذه الثنائيات المقاومة للتآكل الضوئي تولد تياراً ضوئياً يقارب 0.25 مللي أمبير/سم²، عند كفاءة تحويل ضوئي تبلغ 0.30%.