Luận án nghiên cứu chế tạo và tính chất quang của các nano tinh thể cdtese và curcumin, định hướng ứng dụng trong quang điện

1 MỞ ĐẦU Trong bối cảnh giới toàn cầu hóa nhu cầu lượng ngày cấp thiết, việc ứng dụng vật liệu tiên tiến vào ngành lượng tái tạo xu chung giới Với điều kiện sẵn có phịng thí nghiệm hướng nghiên cứu có nhóm nghiên cứu Viện Khoa học Vật Liệu, nghiên cứu tính chất quang chấm lượng tử (Quantum dots – QD), nhằm cho ứng dụng khác nhau, đề nghị nghiên cứu đề tài chất màu tự nhiên chấm lượng tử nhằm định hướng ứng dụng cho pin mặt trời hệ thứ ba, pin sử dụng chất nhạy sáng chất màu hữu (Dye-sensitized solar cells- DSSC) chấm lượng tử (Quantum dot-sensitized solar cells - QDSSC) [1] Đây nghiên cứu định hướng ứng dụng nhằm sử dụng tài nguyên mặt trời Việt Nam, nguyên liệu chất màu có nguồn gốc trồng tự nhiên, ví dụ curcumin, chiết ly từ củ nghệ vàng có sẵn Việt Nam Hai vấn đề chất màu tự nhiên chấm lượng tử hấp dẫn phương diện khả ứng dụng rộng rãi chúng Sự phát triển linh kiện quang điện chia pin mặt trời thành ba hệ [1] Thế hệ pin mặt trời dựa phiến đơn tinh thể Si, có hiệu suất chuyển đổi lượng tương đối cao (~ 25%) [1, 2] Thế hệ pin mặt trời thứ hai dựa công nghệ màng mỏng Các pin mặt trời có hiệu suất chuyển đổi lượng pin mặt trời tương đối thấp (~20%) [1, 3] Thế hệ pin mặt trời thứ ba pin mặt trời cho hiệu suất chuyển đổi cao với giá thành thấp, nhằm mục đích cải tiến hạn chế hai loại hệ [1, 4] Trên lý thuyết, hiệu suất tối đa pin đơn lớp chuyển tiếp tinh thể ~ 33%, giới hạn nhiệt động học Shockley-Queisser đề [5] Hiệu suất chuyển đổi, lý thuyết, QDSSC lên tới 42% nhờ vào hiệu ứng sản sinh nhiều exciton (MEG) chấm lượng tử [6] Một vài ví dụ pin mặt trời loại pin mặt trời tăng nhạy sáng chất màu (DSSC), chấm lượng tử (QDSSC), pin mặt trời với chấm lượng tử dạng huyền phù (CQDSSC), pin mặt trời hữu cơ, v.v…[7] Dựa cấu trúc DSSC, chấm lượng tử giới thiệu thay cho chất màu tính chất quang- điện tuyệt vời [8-11] QDSSC xem chuyển hóa, từ pin mặt trời tăng nhạy màu (DSSC), O’Regan Gratzel báo cáo vào năm 1991 [11] Ở thời điểm 2013, giá trị công suất chuyển đổi công suất (PCE) ghi nhận lớp chuyển tiếp dạng lỏng QDSSC thường 6% [12], thấp cách đáng kể so với pin mặt trời tương tự mà tăng nhạy chất màu (11-12%) Để đạt hiệu suất cao hơn, chất tăng nhạy chấm lượng tử lí tưởng cần có độ rộng vùng cấm hẹp (1.1-1.4 eV), đáy vùng dẫn nằm cao tương đối so với đáy dẫn TiO2, với độ ổn định cao Mới đây, chấm lượng tử hợp kim ba bốn thành phần phương án đầy triển vọng, so với chấm lượng tử làm chất tăng nhạy hai thành phần, tính chất quang điện chúng thay đổi cách kiểm sốt thành phần chúng mà khơng cần làm thay đổi kích thước hạt [13, 14], độ rộng vùng cấm chúng có khả thu hẹp so với hệ hai thành phần hiệu ứng “optical bowing” [15-18] Hiệu ứng “optical bowing” – tạm dịch hiệu ứng “bẻ cong quang học”, tượng mà độ rộng vùng cấm thay đổi cách phi tuyến thành phần hợp kim hệ ba thành phần thay đổi Bằng chứng cho hiệu ứng phổ huỳnh quang vật liệu ba thành phần dịch đỏ ngồi bước sóng phát xạ bán dẫn hai thành phận [15, 19] Ngày nay, số thử nghiệm để khai thác chấm lượng tử hợp kim với vai trò làm chất tăng nhạy QDSSC, phần lớn nhắm vào chấm lượng tử hợp kim CdTexSe1-x đỉnh hấp thụ mở rộng tới vùng hồng ngoại gần (NIR) [19, 20] Nghiên cứu luận án nghiên cứu mới, việc sử dụng chấm lượng tử hợp kim CdSeTe pin mặt trời Cịn Việt Nam chưa có nhóm đề cập đến nghiên cứu chế tạo chấm lượng tử hợp kim ba thành phần CdSeTe đề tài luận án Theo hiểu biết chúng tôi, có 40 cơng trình cơng bố vật liệu CdTeSe Trong từ năm 2003 đến năm 2013, cơng trình nghiên cứu chủ yếu tập trung vào phương pháp chế tạo tính chất quang vật liệu Cơng trình cơng bố ứng dụng hợp kim vào pin mặt trời vào năm 2013 với hiệu suất chuyển đổi 6% [12], thời diểm mà vừa chấp nhận làm nghiên cứu sinh Đây nội dung chủ yếu đề tài Nafosted nhóm nghiên cứu chúng tơi thực Từ nay, có 20 cơng bố vật liệu hiệu suất chuyển đổi pin mặt trời sử dụng QD CdTeSe làm chất nhạy sáng không ngừng tăng lên, đến khoảng 11% [21, 22] Các QD CdTeSe sử dụng làm lớp hoạt tính quang pin mặt trời sở CdTe [21] Qua đó, thấy loại vật liệu nano mang tính thời có khả ứng dụng cao Do vậy, tiến hành nghiên cứu QD CdTeSe Về phương diện pin mặt trời sử dụng chất màu, có số cơng trình cơng bố việc sử dụng chất màu tự nhiên làm chất nhạy sáng cho pin mặt trời Đây cố gắng việc sử dụng nguyên liệu “tự nhiên” phục vụ sống Chúng tận dụng hội để nghiên cứu DSSC, nhiên hiệu suất pin thấp Gần đây, S Suresh cộng công bố pin mặt trời sử dụng curcumin với hiệu suất 0,13% [23], S.J Yoon cộng đưa hiệu suất pin khoảng 0,11% sử dụng curcumin lên 0,91% sử dụng hỗn hợp curcumin với K2CO3 [24] Rất gần (6/2017), Khalil Ebrahim Jasim đồng nghiệp [25], công bố pin mặt trời sử dụng chất màu curcumin tự nhiên đạt hiệu suất 0,41% Đối với QD, biểu rõ hiệu ứng kích thước lượng tử lượng tử hóa mức lượng làm mở rộng vùng cấm, kích thước QD giảm đến kích thước nano mét (nm) so sánh với bán kính Bohr (aB) chất bán dẫn Điều quan sát thực nghiệm, qua việc thấy dịch đỉnh phổ hấp thụ (và huỳnh quang) phía bước sóng ngắn hơn, so với bán dẫn khối thành phần Biểu rõ hiệu ứng giam giữ lượng tử thay đổi cấu trúc vùng lượng, phân bố lại mật độ trạng thái lân cận đỉnh vùng hóa trị đáy vùng dẫn: vùng liên tục bán dẫn khối trở thành tập hợp mức gián đoạn [26] Một biểu hiệu ứng giam giữ lượng tử thời gian sống exciton QD lớn nhiều so với bán dẫn khối, đạt đến giá trị cỡ vài chục ns đến s (khi đo nhiệt độ thấp), thời gian sống phát xạ bán dẫn khối cỡ vài trăm ps [27] Các QD thường chế tạo môi trường hữu nên thường xuất sai hỏng bề mặt liên kết treo làm giảm hiệu suất phát quang vật liệu Do QD thường bọc lớp vỏ vô nhằm thụ động hóa bề mặt, để nâng cao hiệu suất phát quang Cùng với mục đích bảo vệ bề mặt, QD CdTeSe bọc với lớp vỏ khác nhau, ví dụ bọc lớp vỏ với độ rộng vùng cấm lớn CdS [28-30], ZnS [31, 32] Bên cạnh QD cịn bọc với lớp đệm lớp vỏ CdS/ZnS nhằm hạn chế tối đa sai hỏng mạng [33], bọc lớp vỏ với ba thành phần CdZnS [34] Trong nghiên cứu luận án này, tiến hành bọc vỏ cho QD CdTeSe lớp vỏ ZnSe ZnTe, chất bán dẫn mà chưa có tác giả cơng bố, cho mục đích định hướng ứng dụng QD làm chất hấp thụ ánh sáng pin mặt trời Với chất màu tự nhiên, theo xu hướng sử dụng lượng xanh vào mục đích phục vụ người, Zhou cộng công bố vào năm 2011, nêu kết việc dùng 20 chất màu tự nhiên khác nhau, làm chất tăng nhạy pin mặt trời, với cấu trúc pin đơn giản [35] Những năm gần đây, nhà khoa học quan tâm khai thác curcumin chất màu, nhằm ứng dụng pin mặt trời với hy vọng thử nghiệm chế tạo pin mặt trời theo cách đơn giản nhất, để thu dòng điện từ mặt trời nguồn thiên nhiên Như vậy, chấm lượng tử CdTeSe curcumin xem chất màu nhạy sáng sử dụng pin mặt trời hệ thứ ba Việc nghiên cứu chế tạo khảo sát tính chất quang chất màu nhạy sáng chất màu tự nhiên curcumin loại thay chất màu nhạy sáng pin mặt trời hệ chấm lượng tử CdTeSe, nhằm giúp hiểu sâu vật liệu để ứng dụng vào linh kiện Nhìn chung đối tượng nghiên cứu hướng đến loại chất nhạy sáng dùng cho pin mặt trời Trong thực tế bối cảnh trên, tiến hành thực đề tài nghiên cứu luận án là: Nghiên cứu chế tạo tính chất quang nano tinh thể CdTeSe Curcumin, định hướng ứng dụng quang điện Tính nội dung nghiên cứu luận án: Nghiên cứu chấm lượng tử CdTeSe nhằm trả lời cho câu hỏi khoa học sau: phương pháp chế tạo: a) chế tạo nuôi nano tinh thể QD CdTeSe nhiệt độ khác nhau, nhiệt độ tốt nhất? giữ nguyên điều kiện khác như: tỷ lệ thành phần chất ban đầu thời gian nuôi nano tinh thể Và tăng nhiệt độ ni thành phần hợp kim CdTeSe có thay đổi khơng? kích thước QD có thay đổi khơng? b) nhiệt độ thích hợp nhất, tỷ lệ chất ban đầu (tính theo mole) thay đổi thời gian nuôi tinh thể điều kiện khác giữ nguyên, tính chất mẫu có thay đổi khơng? thể qua tính chất nào? Q trình bọc vỏ cho QD Từ nghiên cứu đó, chúng tơi tìm số điểm là: i) Nghiên cứu chế tạo QD CdTeSe môi trường ODE-OA, nhiệt độ thích hợp (260 oC), nhiệt độ chúng tơi tìm ra, thời điểm với cơng bố nhiệt độ tối ưu dùng cho phương pháp chế tạo tương tự Phương pháp tán xạ Raman dùng để khảo sát biến đổi thành phần QD hợp kim CdTeSe nhiệt độ chế tạo khác nhau, thời gian nuôi tinh thể 10 ii) Đã khảo sát cấu trúc tính chất quang QD lõi CdTeSe bọc lớp vỏ ZnSe ZnTe iii) Kết khảo sát đơn chấm QD CdTeSe/ZnSe cho thấy thời gian sống đơn chấm khoảng 100 ns chu kỳ không phát quang (trạng thái “off”) quan sát, chúng chiếm 20% toàn thời gian iv) Lần Việt Nam, nghiên cứu chiết tách curcumin từ củ nghệ vàng thu hoạch từ vùng miền khác nhau, nghiên cứu cách có hệ thống tính chất chất màu này, dạng tinh thể dạng lỏng Bằng phương pháp Raman, phân biệt khác curcumin chiết tách từ nghệ vàng tự nhiên curcumin tổng hợp hóa học v) Đã thử nghiệm chế tạo pin mặt trời dùng QD curcumin Với pin dùng curcumin làm chất màu tăng nhạy sáng, hiệu suất chuyển đổi đạt giá trị công bố quốc tế 6/2017 0,4 % Mục đích, nội dung phương pháp nghiên cứu Mục đích luận án là: Mục đích cuối nghiên cứu chế tạo, nghiên cứu QD CdTeSe chất màu curcumin, nhằm định hướng cho ứng dụng làm chất nhạy sáng pin mặt trời QDSSC DSSC Để thực việc này, cần làm việc sau: i Chế tạo QD CdTeSe cấu trúc lõi/vỏ với lớp vỏ ZnSe ZnTe kết tinh đơn pha, kích thước đồng Tìm điều kiện tối ưu cho phương pháp chế tạo Chế tạo QD CdTexSe1-x nhằm mục đích nghiên cứu so sánh ii Sử dụng phương pháp phổ Raman để nghiên cứu biến đổi thành phần QD hợp kim CdTeSe, nghiên cứu cấu trúc tính chất quang giải thích chế vật lý liên quan iii Nghiên cứu nhận dạng tính chất quang chất mầu tự nhiên curcumin chiết ly từ củ nghệ vàng iv Thử nghiệm chế tạo linh kiện pin mặt trời khảo sát thông số pin dùng chất nhạy sáng QD CdTeSe chất màu tự nhiên curcumin Nội dung nghiên cứu: i Nghiên cứu chế tạo QD CdTexSe1-x QD với cấu trúc lõi/vỏ CdTeSe/ZnSe (ZnTe) môi trường ODE-OA, cho chất lượng tốt, có hiệu suất phát quang cao độ bền cao Sử dụng phương pháp quang phổ phân tích đánh giá chấm lượng tử ba thành phần khảo sát đường cong huỳnh quang tắt dần, phụ thuộc phổ huỳnh quang Raman vào nhiệt độ ii Chiết tách curcumin từ củ nghệ vàng, nhận dạng pha tinh thể XRD, nghiên cứu phổ dao động phân tử tính chất quang chất màu tự nhiên thu iii Thử nghiệm ứng dụng QD CdTeSe curcumin làm chất màu nhạy sáng linh kiện pin mặt trời SSCs Khảo sát thông số pin chế tạo Phương pháp nghiên cứu: Sử dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm Chế tạo mẫu QD ba thành phần CdTeSe phương pháp hóa học, sau khảo sát hình dạng, phân bố kích thước chúng kính hiển vi điện tử truyền qua (Transmission Electron Microscopy-TEM) Nhận dạng, phân tích hình thành cấu trúc pha tinh thể phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD - X-ray Diffraction) Sử dụng phương pháp Raman để phân tích dao động phonon QD CdTeSe dao động phân tử chất màu tự nhiên curcumin Nghiên cứu tính chất quang kỹ thuật quang phổ phổ hấp thụ, phát xạ, đo thời gian sống Ý nghĩa khoa học luận án Đã tìm phương pháp tối ưu để chế tạo QD lõi CdTeSe QD lõi vỏ CdTeSe/ZnSe CdTeSe/ZnTe có độ dày lớp vỏ thay đổi Việc bọc vỏ ZnSe hay ZnTe có ý nghĩa quan trọng, để bảo tồn tính chất lõi, giảm thiểu q trình thất điện tử xẩy bẫy bề mặt nhằm định hướng cho việc sử dụng QD vào pin mặt trời Đã thành công việc sử dụng phương pháp Raman, để nghiên cứu diễn biến thành phần QD CdTeSe, sản phẩm curcumin tách chiết từ củ nghệ Đây nghiên cứu hồn tồn mới, có ý nghĩa khoa học cho việc sử dụng phương pháp tán xạ Raman để phân tích, đánh giá, có thêm thông tin cấu trúc chất lượng QD ba thành phần CdTeSe chất màu curcumin có nguồn gốc tự nhiên Đã thực việc biến đổi bề mặt QD CdTeSe cho ứng dụng làm chất nhạy sáng pin mặt trời Việc dùng curcumin làm chất màu nhạy sáng đem lại thành công khả quan, kết hiệu suất chuyển đổi số mẫu pin mặt trời thực nghiên cứu luận án đạt cao số công bố gần Bố cục luận án: Với nội dung trên, bố cục luận án, phần mở đầu kết luận, viết thành chương, gồm 149 trang 81 hình 14 bảng biểu Nội dung cụ thể sau: Chương chương tổng quan Chương trình bày tổng quan đặc trưng QD, phụ thuộc tính chất quang vào kích thước thành phần QD CdTeSe Giới thiệu chất màu tự nhiên curcumin, nguyên lý cấu tạo thông số đặc trưng pin mặt trời dùng chất nhạy sáng Chương trình bày phương pháp chế tạo QD CdTeSe, QD cấu trúc lõi vỏ Phương pháp chiết tách curcumin từ củ nghệ kỹ thuật nghiên cứu chúng Các chi tiết liên quan đến pin mặt trời lắp ghép linh kiện, nguyên lý hệ đo, phương pháp vật lý sử dụng luận án, để nghiên cứu cấu trúc, hình dạng, kích thước đặc trưng quang học vật liệu đề cập chương Chương trình bày kết nghiên cứu QD bao gồm đặc trưng cấu trúc hình dạng, kích thước, đặc trưng dao động tính chất quang QD Sự phụ thuộc đặc trưng vào môi trường chế tạo, nhiệt độ chế tạo, thành phần nồng độ chất ban đầu QD lõi vỏ nghiên cứu cách chi tiết Sau trình bày số kết thu từ việc thử nghiệm chế tạo pin mặt trời dùng QD làm chất nhạy sáng thông qua phép đo đường đặc trưng J-V Chương trình bày kết nghiên cứu curcumin, chiết tách từ củ nghệ vàng Các kết nhận dạng pha tinh thể, đặc trưng dao động tính chất quang vật liệu trình bày Chương trình bày số kết thông số pin mặt trời từ việc thử nghiệm sử dụng curcumin làm chất nhạy sáng pin mặt trời CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NANO TINH THỂ BÁN DẪN, CHẤT MÀU TỰ NHIÊN CURCUMIN VÀ PIN MẶT TRỜI DÙNG CHẤT NHẠY SÁNG 1.1 Các nano tinh thể bán dẫn chấm lượng tử chấm lượng tử hợp kim ba thành phần 1.1.1 Cấu trúc điện tử tính chất quang chấm lượng tử 1.1.1.1 Cấu trúc điện tử QD Các tinh thể bán dẫn có kích thước cỡ nano mét (chứa tương ứng từ vài trăm tới vài nghìn ngun tử) có hiệu ứng giam giữ lượng tử gọi nano tinh thể bán dẫn hay gọi chấm lượng tử [36] Xét mặt hóa học, QD xem phân tử lớn, vật lý chất rắn xem chúng tinh thể bán dẫn nhỏ [37] Các QD có kích thước nằm phân tử tinh thể khối, có tính chất vật lý đặc trưng theo kích thước nm chúng [36] Phổ hấp thụ QD phổ rộng bền quang, tương tự tinh thể bán dẫn khối Thêm vào đó, giống phân tử chất màu, QD có hiệu suất huỳnh quang cao phổ hấp thụ trải rộng đến hồng ngoại [38] Điểm khác chất màu tính chất quang QD đặc biệt nhạy với kích thước hạt [39] Điều cho phép kiểm soát tính chất quang QD cách đơn giản thơng qua thay đổi kích thước chúng Các QD vừa giống phân tử, vừa giống vật liệu khối nên sử dụng phương pháp nghiên cứu khác để hiểu trạng thái lượng QD Về mặt chế tạo, dùng quan điểm “bottom- up” (từ lên), QD lớn “xây” từ thêm liên tiếp nguyên tử riêng biệt hình thành lõi QD Cách phù hợp cho việc chế tạo QD kích thước nhỏ [38] Mặt khác, tiếp cận theo cách “top-down” (từ xuống), nano tinh thể nhỏ nhận từ việc chia cắt phiến tinh thể kích thước lớn Trong tinh thể khối, kết hợp nhiều orbital nguyên tử tinh thể (trên thực tế vô lớn) dẫn tới phân bố liên tục mức lượng, tạo thành vùng lượng (hình 1.1) Khi kích thước tinh thể giảm đến cỡ nm, khoảng cách mức lượng nằm vùng lượng tăng lên đáng kể, nên chúng 10 coi phân bố liên tục Ngoài ra, độ rộng vùng cấm nằm hai vùng lượng phép tăng lên [40, 41] Hình 1.1 Sơ đồ minh họa hình thành vùng lượng từ quỹ đạo nguyên tử cho nguyên tố giả định M Khi số nguyên tử tăng lên, khoảng cách mức lượng giảm Trong tinh thể vĩ mô, chứa ~1023 nguyên tử, khoảng cách mức lượng đủ nhỏ mà coi dải lượng liên tục [41] Tính chất quang phụ thuộc vào kích thước phát từ năm 1980 cách độc lập hai loại vật liệu khác nhau: thủy tinh pha QD nhóm Ekimov dung dịch huyền phù chứa QD nhóm Henglein Cả hai nghiên cứu màu sắc QD phụ thuộc mạnh vào kích thước chúng [42] Phổ hấp thụ huỳnh quang QD phụ thuộc vào kích thước, xác định hiệu ứng kích thước lượng tử Hiệu ứng làm thay đổi toàn phổ lượng giả hạt bị giam giữ theo ba chiều Cả hai tính chất quang tuyến tính quang phi tuyến QD kết chuyển dời mức điện tử lỗ trống bị lượng tử hóa kích thước Trong QD bao xung quanh hàng rào cao vô hạn, lượng mức lượng tử điện tử lỗ trống xác định số lượng tử quỹ đạo l, viết phép gần dạng parabol [43, 44]: , , = ℏ , , Ở đây: me,h khối lượng hiệu dụng điện tử lỗ trống tương ứng, (1.1) 135 - Phổ hấp thụ phát quang dải rộng có cực đại hấp thụ ~ 425 nm phát quang ~ 600 nm, đặc trưng cho chuyển dời trạng thái lượng điện tử π π* nhóm chức chứa carbon carbonyl curcumin Phổ hấp thụ mạnh chúng nằm vùng UV-VIS, dùng chúng làm chất nhạy sáng pin mặt trời Việc đưa chất màu tự nhiên curcumin vào linh kiện pin mặt trời dùng chất nhạy sáng có thành công định Hiệu suất pin thu từ nghiên cứu cao công bố gần Với mục đích sử dụng vật liệu có sẵn tự nhiên khơng gây hại cho mơi trường, việc ứng dụng đáng để thực Điều cho thấy triển vọng ứng dụng pin hệ này, nhiên cần có nhiều thời gian để tìm hiểu sâu kỹ vấn đề 136 KẾT LUẬN Từ kết khoa học thu được, chúng tơi có số kết luận sau: Điều kiện tối ưu để chế tạo chấm lượng tử CdTeSe kết tinh pha tinh thể zb, cấu trúc lõi/vỏ CdTeSe/ZnSe, CdTeSe/ZnTe là: tỷ lệ mole tiền chất ban đầu Cd:Te:Se = 10:1:1, môi trường nuôi nano tinh thể ODE-OA, nhiệt độ chế tạo 260 oC, nuôi 10 phút Nhiệt độ nuôi lớp vỏ thấp nhiệt độ nuôi lõi 30 oC Các chấm lượng tử có cấu trúc đơn pha tinh thể lập phương giả kẽm zb-CdTeSe Hình dạng chấm lượng tử có trịn, kích thước trung bình hạt từ nm đến nm, tùy theo điều kiện chế tạo cụ thể độ dày lớp vỏ Các chấm lượng tử CdTeSe chế tạo có cực đại phát xạ từ 730 nm đến 760 nm hiệu suất lượng tử cao (~ 50%) Khi bọc vỏ, phổ huỳnh quang chúng bị dịch chuyển phía bước sóng dài hơn, ~ 900 nm Tỷ lệ cường độ hai vạch phổ dao động phonon: ~159 cm-1 đặc trưng cho mode phonon LO giống CdTe vạch ~188 cm-1 đặc trưng cho mode phonon LO giống CdSe, dùng để quan sát thay đổi thành phần tương ứng, chấm lượng tử hợp kim ba thành phần CdTeSe Với việc bọc lớp vỏ ZnSe ZnTe, phân tích phổ Raman cho thấy: bọc vỏ ZnSe vật liệu hình thành lớp vỏ giàu CdSe cịn bọc lớp vỏ ZnTe hình thành lớp vỏ giàu CdTe Đường cong huỳnh quang tắt dần theo thời gian chấm lượng tử tuân theo hai hàm mũ: phần ứng với thời gian tắt dần ngắn (cỡ ns) phần ứng với thời gian tắt dần dài (hàng chục ns trở lên) Thời gian sống trung bình exciton chấm lượng tử CdTeSe khoảng 53 ns Khi bọc lớp vỏ ZnSe 2ML, thời gian sống chấm lượng tử tăng Đối với đơn chấm lượng tử CdTeSe/ZnSe 2ML, đường cong huỳnh quang tắt dần đơn chấm lượng tử tuân theo hàm e mũ, với thời gian sống tính 110 ns Hiện tượng nhấp nháy huỳnh quang đơn chấm lượng tử lõi/vỏ quan sát thấy giảm đáng kể, khơng bị nhấp nháy khồng thời gian quan sát Đã tách chiết chế tạo thành công curcumin với trợ giúp lị vi sóng kết tinh chúng dạng tinh thể Nghiên cứu cho phép nhận dạng pha tinh 137 thể chế tạo hỗn hợp curcuminoid Việc phân tích chi tiết phổ Raman cho phép nhận dạng khác biệt curcumin sản xuất từ củ nghệ tự nhiên với curcumin tổng hợp phương pháp hóa học Phổ hấp thụ phát quang curcumin tự nhiên dải rộng đặc trưng cho chuyển dời trạng thái lượng điện tử π π* nhóm chức carbonyl curcumin Phổ hấp thụ mạnh chúng nằm vùng UV-Vis cho phép dùng curcumin chất mầu nhạy sáng pin mặt trời Các phép đo thông số pin mặt trời cho phép tính hiệu suất pin mặt trời chế tạo ra, với việc sử dụng chất nhạy sáng chấm lượng tử CdTeSe, chấm lượng tử lõi/vỏ CdTeSe/ZnSe CdTeSe/ZnTe Khi sử dụng chấm lượng tử bọc vỏ ZnSe mỏng hiệu suất tăng lên đáng kể so với pin sử dụng chấm lượng tử không bọc vỏ Với chất nhạy sáng chất màu curcumin, hiệu suất pin cao so với pin mặt trời loại công bố quốc tế bới tác giả khác thời gian nghiên cứu gần dây 138 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ A) Các cơng trình công bố quôc tế: Le Xuan Hung, D B.Pascal, Pham Nam Thang, Nguyễn Thu Loan, D M.Willy, R D Amit, F Fu, U E.V Juan, Nguyen Thi Thuc Hien, Nguyen Quang Liem, C Laurent and Pham Thu Nga, Near-infrared emitting CdTeSe alloyed quantum dots: Raman scattering, photoluminescence and single-emitter optical properties, RSC Advances, 2017, 7, 47966-47974 Le Xuan Hung, Pham Nam Thang, Hoang Van Nong, Nguyen Hai Yen, Vu Đuc Chinh, Le Van Vu, Nguyen Thi Thuc Hien, Willy Daney de Marcillac, Phan Ngoc Hong, Nguyen Thu Loan, Catherine Schwob, Agnès Mtre, Nguyen Quang Liem, Paul Bénalloul, Laurent Coolen, Pham Thu Nga, Synthesis, structural and optical characterization of CdTeSe/ZnSeand CdTeSe/ZnTe core/shell ternary quantum dots for potential application in solar cells., Journal of Electronic Materials, 2016, 45, 4425-4431 Hoang Van Nong, Le Xuan Hung, Pham Nam Thang, Vu Duc Chinh, Le Van Vu, Phan Tien Dung, Tran Van Trung, Pham Thu Nga, Fabrication and vibration characterization of curcumin extracted from turmeric (Curcuma Longa) rhizomes of the northern Vietnam SpringerPlus, 2016, 5, 1147-1156 B) Các cơng trình cơng bố nước: Pham Nam Thang, Le Xuan Hung, Nguyen Thi Minh Chau, Vu Thi Hong Hanh, Nguyen Ngoc Hai, Nguyen Thi Thuc Hien, Pham Thu Nga, Structural and Optical properties in Near Infrared of CdTeSe Colloidal Quantum Dots for Potential Application in Solar Cells, Vietnam Journal of Science and Technology, 2017, 55(4), 515-525 C) Các cơng trình báo cáo hội nghị quốc tế quốc gia Le Xuan Hung, Pham Nam Thang, Nguyen Hai Yen, Nguyen Thi Thuc Hien, Pham Thu Nga, Raman spectroscopy and optical properties of the core/shell ternary alloyed quantum dots, The proceeding of international conference on spectroscopy & materials science ICS&M-2015, 2015, 138-144 Pham Thu Nga, Le Xuan Hung, Pham Nam Thang, Hoang Van Nong, Phan Tien Dung, A study on the Raman spectroscopy of the natural curcumin extracted from 139 Vietnam turmeric, The proceeding of international conference on spectroscopy & materials science ICS&M-2015, 2015, 145-149 Le Xuan Hung, Pham Nam Thang, Hoang Van Nong, Nguyen Hai Yen, Dinh Hung Cuong, Nguyen Thi Thuc Hien, Pham Thu Nga, Fabrication and characterization of CdSeTe ternary alloy quantum dots and curcumin natural dye, Những tiến Quang học Quang phổ Ứng dụng (ICPA-2014), 2014, ISBN 1829-4271, 217-222 Lê Xuân Hùng, Hồng Văn Nơng, Lê Anh Thi, Phạm Thu Nga, Nguyễn Thị Thục Hiền, Phan Tiến Dũng, Chế tạo, tính chất quang, triển vọng ứng dụng nano tinh thể chấm lượng tử chất màu tự nhiên curcumin, Tuyển tập Những tiến vật lý kỹ thuật ứng dụng, 2014, ISBN:798-604-913-2322, 503-508 Phạm Nam Thắng, Hoàng Văn Nông, Nguyễn Hải Yến, Đinh Hùng Cường, Lê Xuân Hùng, Nguyễn Ngọc Hải, Vũ Thị Hồng Hạnh, Khổng Cát Cương, Phạm Thu Nga, Preparation And Optical Properties Of The Ternary Alloy Quantum Dots For The Potential Application In Solar Cell, Những tiến Quang học Quang phổ Ứng dụng (ICPA-2014), 2014, ISBN 1829-4271, 436441 10 Le Xuan Hung, Hoang Van Nong, Le Anh Thi, Pham Thu Nga, Nguyen Thi Thuc Hien, Phan Tien Dung, Synthesis, optical properties, application prospects of nano crystal quantum dots and curcumin natural dye exctracted from turmeric, International Conference on Spectroscopy & Application, 2013, 327-343 140 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ THAM GIA ĐĨNG GĨP TRONG Q TRÌNH LÀM NGHIÊN CỨU SINH Phan Van Do, Vu Phi Tuyen, Vu Xuan Quang, Le Xuan Hung, Luong Duy Thanh, Tran Ngoc, Ngo Van Tam, Bui The Huy, Investigation of spectroscopy and the dual energy transfer mechanisms of Sm3+ doped telluroborate glasses, Optical Materials, 2016, 55, 62–67 Vu Phi Tuyen, Bounyavong Sengthong, Vu Xuan Quang, Phan Van Do, Ho Van Tuyen, Le Xuan Hung, Nguyen Trong Thanh, Masayuki Nogami, Tomokatsu Hayakawa, Bui The Huy, Dy3+ ions as optical probes for studying structure of boro-tellurite glasses, Journal of Luminescence, 2016, 178, 27-33 Pham Nam Thang, Le Xuan Hung, Nguyen Hai Yen, Hoang Van Nong, Vu Thi Hong Hanh, Nguyen Ngoc Hai, Phan Ngoc Hong, Pham Thu Nga, Study on the fabrication and properties of alloyed quantum dots and graphene quantum dots, The 4th academic conference on natutal science for young scientists, master and PhD students from Asian countries (CASEAN-4), 2016, Volume: ISSN 978-604913-088-5, 20-28 Le Xuan Hung, Pham Nam Thang, Pham Thu Nga, Raman Scattering Study Of CdTeSe Alloy and Graphene Quantum Dot, Hội Nghị Quang Học Quang Phổ Toàn Quốc lần thứ IX , Ninh Bình, 6-10/11/2016, Poster Le Xuan Hung, Pham Nam Thang, Nguyen Thi Minh Chau, Vu Thi Hong Hanh, Nguyen Ngoc Hai, Nguyen Thu Loan, Nguyen Quang Liem, Pham Thu Nga, Optical properties of CdTeSe ternary quantum dots for potential application in solar cells, The 8th International Workshop on Advanced Materials Science and Nanotechnology (IWAMSN2016), 8-12 November, 2016, Ha Long City, Poster 141 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] S Kumar, M Nehra, A Deep, et al., Quantum-sized nanomaterials for solar cell applications, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2017, 73, 821-839 [2] M Yu, Y.Z Long, B Sun, et al., Recent advances in solar cells based on onedimensional nanostructure arrays, Nanoscale, 2012, (9), 2783-2796 [3] A.G Aberle, Thin-film solar cells, Thin Solid Films, 2009, 517 (17), 4706-4710 [4] P.V Kamat, Quantum Dot Solar Cells Semiconductor Nanocrystals as Light Harvesters, J Phys Chem C, 2008, 112, 18737-18753 [5] W Shockley, H.J Queisser, Detailed Balance Limit of Efficiency of p‐n Junction Solar Cells, Journal of Applied Physics, 1961, 32 (3), 510-519 [6] P Bhambhani, Quantum Dot-sensitized Solar Cells: A Review, Bulletin of Electrical Engineering and Informatics, 2017, (1), 42-54 [7] H.K Jun, M.A Careem, A.K Arof, Quantum dot-sensitized solar cells—perspective and recent developments: A review of Cd chalcogenide quantum dots as sensitizers, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2013, 22, 148-167 [8] H Tada, M Fujishima, H Kobayashi, Photodeposition of metal sulfide quantum dots on titanium(IV) dioxide and the applications to solar energy conversion, Chem Soc Rev., 2011, 40 (7), 4232-4243 [9] P.K Santra, P.V Kamat, Mn-doped quantum dot sensitized solar cells: a strategy to boost efficiency over 5%, Journal of the American Chemical Society, 2012, 134 (5), 2508-2511 [10] P.V Kamat, Quantum Dot Solar Cells The Next Big Thing in Photovoltaics, J Phys Chem Lett., 2013, (6), 908-918 [11] B O'Regan, M Grätzel, A low-cost, high-efficiency solar cell based on dye-sensitized colloidal TiO2 films, Natur, 1991, 353, 737–740 [12] Z Pan, K Zhao, JinWang, et al., Near Infrared Absorption of CdSexTe1-x Alloyed Quantum Dot Sensitized Solar Cells with More than 6% Efficiency and High Stability, ACS Nano, 2013, (6), 5215–5222 [13] A.M Smith, S Nie, Semiconductor Nanocrystals: Structure, Properties, and Band Gap Engineering, Acc Chem Res., 2010, 43 (2), 190-200 [14] M.D Regulacio, M.-Y Han, Composition-Tunable Alloyed Semiconductor Nanocrystals, Acc Chem Res., 2010, 43 (5), 621-630 [15] J.E Bernard, A Zunger, Electronic structure of ZnS, ZnSe, ZnTe, and their pseudobinary alloys, Physical Review B, 1987, 36 (6), 3199-3228 [16] Z.C Feng, P Becla, L.S Kim, et al., Raman, infrared, photoluminescence and theoretical studies of the II-VI-VI ternary CdSeTe, Journal of Crystal Growth, 1994, 138, 239-243 [17] X Zhong, M Han, Z Dong, et al., Composition-Tunable ZnxCd1-xSe Nanocrystals with High Luminescence and Stability, J Am Chem Soc., 2003, 125 (28), 8589-8594 [18] X Zhong, Y Feng, W Knoll, et al., Alloyed ZnxCd1-xS Nanocrystals with Highly Narrow Luminescence Spectral Width, J Am Chem Soc., 2003, 125 (44), 1355913563 [19] R.E Bailey, S Nie, Alloyed Semiconductor Quantum Dots: Tuning the Optical Properties without Changing the Particle Size, J Am Chem Soc , 2003, 125, 71007106 [20] L Liao, H Zhang, X Zhong, Facile synthesis of red- to near-infrared-emitting CdTexSe1−x alloyed quantum dots via a noninjection one-pot route, Journal of Luminescence, 2011, 131 (2), 322-327 142 [21] J.D Poplawsky, W Guo, N Paudel, et al., Structural and compositional dependence of the CdTexSe1-x alloy layer photoactivity in CdTe-based solar cells, Nature communications, 2016, 7, 12537 [22] Z Du, Z Pan, F Fabregat-Santiago, et al., Carbon Counter-Electrode-Based QuantumDot-Sensitized Solar Cells with Certified Efficiency Exceeding 11, J Phys Chem Lett., 2016, (16), 3103-3111 [23] S Suresh, M Kandasamy, S.K Kumar, et al., Photovoltaic performance of curcumin as sensitizer in a solid-state solar cell, Optik - International Journal for Light and Electron Optics, 2015, 126 (22), 3366-3370 [24] S.J Yoon, I Lim, J.H Kim, et al., Deprotonated curcumin as a simple and quick available natural dye for dye sensitized solar cells, Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 2016, 38 (2), 183-189 [25] J Khalil Ebrahim, C Seamas, H Feryad Zaki, et al., Curcumin Dye-Sensitized Solar Cell, Journal of Energy and Power Engineering, 2017, 11 (6), 409-416 [26] A.L Rogach, Semiconductor Nanocrystal Quantum Dots: Synthesis, Assembly, Spectroscopy and Applications, Springer Wien NewYork, 2008, Austria [27] B.R Fisher, Time Resolved Fluorescence of CdSe Nanocrystals using Single Molecule Spectroscopy, Massachusetts Institute Of Technology, 2005 [28] W Jiang, A Singhal, J Zheng, et al., Optimizing the Synthesis of Red- to Near-IREmitting CdS-Capped CdTexSe1-x Alloyed Quantum Dots for Biomedical Imaging, Chem Mater , 2006, 18, 4845-4854 [29] G.C Fan, H Zhu, D Du, et al., Enhanced Photoelectrochemical Immunosensing Platform Based on CdSeTe@CdS:Mn Core-Shell Quantum Dots-Sensitized TiO2 Amplified by CuS Nanocrystals Conjugated Signal Antibodies, Analytical chemistry, 2016, 88 (6), 3392-3399 [30] J Yang, J Wang, K Zhao, et al., CdSeTe/CdS Type-I Core/Shell Quantum Dot Sensitized Solar Cells with Efficiency over 9%, The Journal of Physical Chemistry C, 2015, 119 (52), 28800-28808 [31] K.G Eyink, G.-X Liang, J.-J Zhu, et al., Fabrication of the CdSeTe alloyed and CdSeTe/ZnS core-shell quantum dots, Proc SPIE 2011, 7947, 79470A-79470A79476 [32] G.X Liang, L.L Li, H.Y Liu, et al., Fabrication of near-infrared-emitting CdSeTe/ZnS core/shell quantum dots and their electrogenerated chemiluminescence, Chemical communications, 2010, 46 (17), 2974-2976 [33] L Li, Y Chen, Q Lu, et al., Electrochemiluminescence energy transfer-promoted ultrasensitive immunoassay using near-infrared-emitting CdSeTe/CdS/ZnS quantum dots and gold nanorods, Scientific reports, 2013, 3, 01529 [34] T Pons, N Lequeu, B Mahler, et al., Synthesis of Near-Infrared-Emitting, WaterSoluble CdTeSe/CdZnS Core/Shell Quantum Dots, Chem Mater., 2009, 21, 1418– 1424 [35] H Zhou, L Wu, Y Gao, et al., Dye-sensitized solar cells using 20 natural dyes as sensitizers, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 2011, 219 (23), 188-194 [36] T Yu, J.-S Shen, H.-H Bai, et al., A photoluminescent nanocrystal-based signaling protocol highly sensitive to nerve agents and highly toxic organophosphate pesticides, Analyst, 2009, 134, 2153-2157 [37] V.I Klimov, Nanocrystal Quantum Dots, CRC Press, 2010, USA [38] D.V Talapin, A.L Rogach, A Kornowski, et al., Highly Luminescent Monodisperse CdSe and CdSe/ZnS Nanocrystals Synthesized in a Hexadecylamine−Trioctylphosphine Oxide−Trioctylphospine Mixture, Nano Lett., 2001, (4), 207-211 143 [39] S.F Lee, M.A Osborne, Brightening, blinking, bluing and bleaching in the life of a quantum dot: friend or foe?, ChemPhysChem, 2009, 10 (13), 2174-2191 [40] I Hernández-Calderón, Optical properties and electronic structure of wide band gap II-VI semiconductors, in: M.C Tamargo (Ed.) II-VI Semiconductor Materials and their Applications, CRC Press 2002, New York [41] G Konstantatos, Colloidal Quantum Dot Optoelectronics and Photovoltaics, Cambridge University Press, 2013, New York [42] V.T.H Hạnh, Nghiên Cứu Chế Tạo Và Tính Chất Của Các Chấm Lượng Tử CdSe, CdSe/ZnS Và CdSe/ZnSe/ZnS, Viện Hàn Lâm Khoa Học Và Công Nghệ Việt Nam, 2011, Hà Nội [43] L.E Brus, A simple model for the ionization potential, electron affinity, and aqueous redox potentials of small semiconductor crystallites, The Journal of Chemical Physics, 1983, 79 (11), 5566-5571 [44] A Efros, A.L Efros, Interband Light Absorption in Semiconductor Spheres, Soviet physics Semiconductors, 1982, 16 (7), 772-775 [45] C.B Murray, D.J Noms, M.G Bawendi', Synthesis and Characterization of Nearly Monodisperse CdE (E = S, Se, Te) Semiconductor Nanocrystallites, J Am Chem Soc., 1993, 115 (19), 8706-8715 [46] P.N Prasad, Nanophotonics, John Wiley & Sons, 2004, United States of America [47] L Brus, Electronic Wave Functions in Semiconductor Clusters: Experiment and Theory, J Phys Chem., 1986, 90 (12), 2555-2560 [48] O Madelung, Semiconductors_ Data Handbook, Springer, 2004, Germany [49] U Woggon, Optical Properties of Semiconductor Quantum Dots, Springer, 1996, Germany [50] L COOLEN, Coherence Temporelle Des Photons Uniques Emis Par Un Nanocristal Individuel De CdSe, Universite Paris 7, 2006, Paris-France [51] N.N Hải, Nghiên Cứu Chế Tạo Và Tính Chất Của Các Nano Tinh Thể Bán Dẫn Cấu Trúc Nhiều Lớp CdSe/ZnSe/ZnS, Được Chức Năng Hóa Bề Mặt Nhằm Ứng Dụng Chế Tạo Cảm Biến Huỳnh Quang Xác Định Một Số Loại Thuốc Trừ Sâu, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, 2015, Hà Nội [52] V.Đ Chính, Nghiên cứu chế tạo, tính chất quang chấm lượng tử CdSe với cấu trúc lõi/vỏ định hướng ứng dụng, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, 2011, Hà Nội [53] J.A Kloepfer, N Cohen, J.L Nadeau, FRET between CdSe Quantum Dots in Lipid Vesicles and Water- and Lipid-soluble Dyes, J Phys Chem B, 2004, 108, 1704217049 [54] J Bleuse, S Carayon, P Reiss, Optical properties of core/multishell CdSe/Zn(S,Se) nanocrystals, Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, 2004, 21 (24), 331-335 [55] O Labeau, P Tamarat, B Lounis, Temperature dependence of the luminescence lifetime of single CdSe/ZnS quantum dots, Physical review letters, 2003, 90 (25), 257404 [56] C de Mello Donegá, M Bode, A Meijerink, Size- and temperature-dependence of exciton lifetimes in CdSe quantum dots, Physical Review B, 2006, 74 (8), 085320 [57] A.V Baranov, Y.P Rakovich, J.F Donegan, et al., Effect of ZnS shell thickness on the phonon spectra in CdSe quantum dots, Physical Review B, 2003, 68 (16), 165306 [58] A.J Mork, Exploring Excitations and Vibrations in Semiconductor Nanocrystals through Fluorescence and Raman Spectroscopy, Massachusetts Institute Of Technology, 2016, Massachusetts [59] A Dal Corso, S Baroni, R Resta, et al., Ab initiocalculation of phonon dispersions in II-VI semiconductors, Physical Review B, 1993, 47 (7), 3588-3592 144 [60] R.E Bailey, S Nie, Core–Shell Semiconductor Nanocrystals for Biological Labeling, in: C.N.R Rao, A Muăller, A.K Cheetham (Eds.) The Chemistry of Nanomaterials: Synthesis, Properties and Applications, WILEY-VCH, 2004, Germany [61] R Hu, K.T Yong, I Roy, et al., Functionalized near-infrared quantum dots for in vivo tumor vasculature imaging, Nanotechnology, 2010, 21 (14), 145105 [62] J.W Wu, Near-infrared Emitting Quantum Dots for Cellular and Vascular Fluorescent Labeling in In Vivo Multiplexed Imaging Studies, Massachusetts Institute Of Technology, 2011, Massachusetts [63] A.L Rogach, T Franzl, T.A Klar, et al., Aueous Synthesis of Thiol-Capped CdTe Nanocrystals:  State-of-the-Art, J Phys Chem C 2007, 111 (40), 14628-14637 [64] S Kim, B Fisher, H.-J.r Eisler, et al., Type-II Quantum Dots: CdTe/CdSe(Core/Shell) and CdSe/ZnTe(Core/Shell) Heterostructures, J AM CHEM SOC., 2003, 125, 11466-11467 [65] H Zou, M Liu, D Zhou, et al., Employing CdSexTe1–x Alloyed Quantum Dots to Avoid the Temperature-Dependent Emission Shift of Light-Emitting Diodes, The Journal of Physical Chemistry C, 2017, 121 (9), 5313-5323 [66] J Zhang, Q Yang, H Cao, et al., Bright Gradient-Alloyed CdSexS1–xQuantum Dots Exhibiting Cyan-Blue Emission, Chemistry of Materials, 2016, 28 (2), 618-625 [67] R.E Bailey, J.B Strausburg, S Nie, A New Class of Far-Red and Near-Infrared Biological Labels Based on Alloyed Semiconductor Quantum Dots, J Nanosci Nanotechnol., 2004, (6), 569-574 [68] N Tit, I.M Obaidat, H Alawadhi, Origins of bandgap bowing in compoundsemiconductor common-cation ternary alloys, Journal of physics Condensed matter : an Institute of Physics journal, 2009, 21 (7), 075802 [69] L Hannachi, N Bouarissa, Electronic structure and optical properties of CdSexTe1−x mixed crystals, SuMi, 2008, 44 (6), 794-801 [70] H.C Poon, Z.C Feng, Y.P Feng, et al., Relativistic band structure of ternary II-VI semiconductor alloys containing Cd, Zn, Se and Te, J Phys.: Condens Matter 2783, 1995, 7, 2783-2799 [71] W.W Yu, L Qu, W Guo, et al., Experimental Determination of the Extinction Coefficient of CdTe, CdSe, and CdS Nanocrystals, Chem Mater., 2003, 15, 28542860 [72] C.B Murray, Synthesis and Characterization of II-VI Quantum Dots and Their Assembly into 3D Quantum Dot Superlattices, Massachusetts Institute Of Technology, 1995, Massachusetts [73] A.M Smith, A.M Mohs, S Nie, Tuning the optical and electronic properties of colloidal nanocrystals by lattice strain, Nat Nanotechnol., 2009, (1), 56-63 [74] A Puzder, A.J Williamson, F Gygi, et al., Self-healing of CdSe nanocrystals: firstprinciples calculations, Physical review letters, 2004, 92 (21), 217401 [75] S.K Bhattacharya, A Kshirsagar, Ab initiocalculations of structural and electronic properties of CdTe clusters, Physical Review B, 2007, 75 (3) [76] K.V Peter, Handbook of herbs and spices, CRC Press, 2001, Cambridge England [77] P.N Ravindran, K.N Babu, K Sivaraman, Turmeric: The Genus Curcuma, CRC Press, 2007, USA [78] I Chattopadhyay, K Biswas, U Bandyopadhyay, et al., Turmeric and Curcumin: Biological actions and medicinal applications, CSci, 2004, 87 (1), 44-53 [79] S Li, W Yuan, G Deng, et al., Chemical Composition and Product Quality Control of Turmeric (Curcuma longa L.), Pharmaceutical Crops, 2011, 2, 28-54 [80] H.A Vogel, J Pelletier, Curcumin-biological and medicinal properties 2, J Pharmacol, 1815, 50 (20) 145 [81] T.M Kolev, E.A Velcheva, B.A Stamboliyska, et al., DFT and experimental studies of the structure and vibrational spectra of curcumin, International Journal of Quantum Chemistry, 2005, 102 (6), 1069-1079 [82] P Sanphui, N.R Goud, U.B Khandavilli, et al., New polymorphs of curcumin, Chemical communications, 2011, 47 (17), 5013-5015 [83] B.B Aggarwal, B Sung, Pharmacological basis for the role of curcumin in chronic diseases: an age-old spice with modern targets, Trends Pharmacol Sci., 2009, 30 (2), 85-94 [84] S Furukawa, H Iino, T Iwamoto, et al., Characteristics of dye-sensitized solar cells using natural dye, Thin Solid Films, 2009, 518 (2), 526-529 [85] T Ganesh, J.H Kim, S.J Yoon, et al., Photoactive curcumin-derived dyes with surface anchoring moieties used in ZnO nanoparticle-based dye-sensitized solar cells, Materials Chemistry and Physics, 2010, 123 (1), 62-66 [86] H.-J Kim, D.-J Kim, S.N Karthick, et al., Curcumin Dye Extracted from Curcuma longa L Used as Sensitizers for Efficient Dye-Sensitized Solar Cells, Int J Electrochem Sci., 2013, 8, 8320 - 8328 [87] L Shen, H.F Ji, Theoretical study on physicochemical properties of curcumin, Spectrochim Acta A Mol Biomol Spectrosc., 2007, 67 (3-4), 619-623 [88] S Zetterström, Isolation and synthesis of curcumin, Linköping University, 2012, Sweden [89] W Chearwae, S Anuchapreeda, K Nandigama, et al., Biochemical mechanism of modulation of human P-glycoprotein (ABCB1) by curcumin I, II, and III purified from Turmeric powder, Biochemical pharmacology, 2004, 68 (10), 2043-2052 [90] I Stankovic, Curcumin : Chemical and Technical Assessment (CTA), JECFA, 2004, 61, 1-8 [91] J.V Crivello, U Bulut, Curcumin: A naturally occurring long-wavelength photosensitizer for diaryliodonium salts, Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 2005, 43 (21), 5217-5231 [92] F Zsila, Z Bikádi, M Simonyi, Molecular basis of the Cotton effects induced by the binding of curcumin to human serum albumin, Tetrahedron: Asymmetry, 2003, 14 (16), 2433-2444 [93] Y Erez, R Simkovitch, S Shomer, et al., Effect of acid on the ultraviolet-visible absorption and emission properties of curcumin, J Phys Chem A, 2014, 118 (5), 872884 [94] P.-H Bong, Spectral and Photophysical Behaviors of Curcumin and Curcuminoids, Bull Korean Chem Soc., 2000, 21 (1), 81-86 [95] C Yuan, Development of Nanoparticle Sensitized Solar Cells, Royal Institute of Technology Stockholm, 2013, Sweden [96] H Tributsch, Reaction Of Excited Chlorophyll Molecules At Electrodes And In Photosynthesis, PcPb, 1972, 16, 261-269 [97] L.M Peter, The Grätzel Cell: Where Next?, The Journal of Physical Chemistry Letters, 2011, (15), 1861-1867 [98] T Bessho, Eiji Yoneda, J.-H Yum, et al., New Paradigm in Molecular Engineering of Sensitizers for Solar Cell Applications, J Am Chem Soc., 2009, 131, 5930-5934 [99] P.G Johansson, J.G Rowley, A Taheri, et al., Long-wavelength sensitization of TiO2 by ruthenium diimine compounds with low-lying pi* orbitals, Langmuir, 2011, 27 (23), 14522-14531 [100] S Ruhle, M Shalom, A Zaban, Quantum-dot-sensitized solar cells, ChemPhysChem, 2010, 11 (11), 2290-2304 [101] I Mora-Seró, J Bisquert, Breakthroughs in the Development of SemiconductorSensitized Solar Cells, J Phys Chem Lett., 2010, 1, 3046–3052 146 [102] J.H Bang, P.V Kamat, Quantum Dot Sensitized Solar Cells A Tale of Two Semiconductor Nanocrystals: CdSe and CdTe, ACS Nano, 2009, (6), 1467-1476 [103] H Wang, C Luan, X Xu, et al., In situ versus ex situ Assembly of Aqueous-Based Thioacid Capped CdSe Nanocrystals within Mesoporous TiO2 Films for Quantum Dot Sensitized Solar Cells, J Phys Chem C, 2012, 116 (1), 484-489 [104] P Yu, K Zhu, A.G Norman, et al., Nanocrystalline TiO2 Solar Cells Sensitized with InAs Quantum Dot, J Phys Chem B , , 25451-25454, 2006, 110, 25451-25454 [105] L Liu, J Hensel, Robert C Fitzmorris, et al., Preparation and Photoelectrochemical Properties of CdSe/TiO2 Hybrid Mesoporous Structures, J Phys Chem Lett., 2010, 1, 155-160 [106] E.M Jin, K.-H Park, B Jin, et al., Photosensitization of nanoporous TiO2films with natural dye, Physica Scripta, 2010, T139, 014006 [107] M Grätzel, Solar Energy Conversion by Dye-Sensitized Photovoltaic Cells, Inorg Chem., 2005, 44 (20), 6841-6851 [108] J Wu, Z.M Wang, Quantum Dot Solar Cells, Springer, 2014, New York [109] F Xu, B Xue, F Wang, et al., Ternary Alloyed ZnSexTe1–x Nanowires: Solution-Phase Synthesis and Band Gap Bowing, Chemistry of Materials, 2015, 27 (3), 1140-1146 [110] L Liu, X Xu, T Luo, et al., Metal enhanced photoluminescence of near-infrared CdTexSe1−x quantum dots, Solid State Communications, 2012, 152 (13), 1103-1107 [111] H.S Bahari, E.S Iranizad, M Molaei, Investigation Of Optical Properties Of CdSexTe1-x Nanoparticles (Nps) Synthesized By Thermochemical Method, Modern Physics Letters B, 2012, 26 (29), 1250193 [112] N Piven, A.S Susha, M Doblinger, et al., Aqueous Synthesis of Alloyed CdSexTe1-x Nanocrystals, J Phys Chem C, 2008, 112, 15253-15259 [113] B.I MacDonald, A Martucci, S Rubanov, et al., Layer-by-Layer Assembly of Sintered CdSexTe1-x Nanocrystal Solar Cells, ACS Nano, 2012, (7), 5995-6004 [114] Z Wan, W Luan, S.T Tu, Continuous synthesis of CdSexTe1-x nanocrystals: chemical composition gradient and single-step capping, Journal of colloid and interface science, 2011, 356 (1), 78-85 [115] B Xing, W Li, X Wang, et al., Highly-fluorescent alloyed quantum dots of CdSe1−xTex synthesized in paraffin liquid: gradient structure and promising bioapplication, Journal of Materials Chemistry, 2010, 20 (27), 5664 [116] R Wang, O Calvignanello, C.I Ratcliffe, et al., Homogeneously-Alloyed CdTeSe Single-Sized Nanocrystals with Bandgap Photoluminescence, J Phys Chem C, 2009, 113, 3402–3408 [117] L Qu, X Peng, Control of Photoluminescence Properties of CdSe Nanocrystals in Growth, J Am Chem Soc , 2002, 124 (9), 2049-2055 [118] G Wang, H Wei, Y Luo, et al., A strategy to boost the cell performance of CdSe x Te 1−x quantum dot sensitized solar cells over 8% by introducing Mn modified CdSe coating layer, J Power Sources, 2016, 302, 266-273 [119] H.Y Nguyen, W.D de Marcillac, C Lethiec, et al., Synthesis and optical properties of core/shell ternary/ternary CdZnSe/ZnSeS quantum dots, Optical Materials, 2014, 36 (9), 1534-1541 [120] J Tian, G Cao, Semiconductor quantum dot-sensitized solar cells, Nano reviews, 2013, [121] C.J Stolle, T.B Harvey, B.A Korgel, Nanocrystal photovoltaics: a review of recent progress, Current Opinion in Chemical Engineering, 2013, (2), 160-167 [122] A.H Ip, S.M Thon, S Hoogland, et al., Hybrid passivated colloidal quantum dot solids, Nat Nanotechnol., 2012, (9), 577-582 [123] P Anand, S.G Thomas, A.B Kunnumakkara, et al., Biological activities of curcumin and its analogues (Congeners) made by man and Mother Nature, Biochemical pharmacology, 2008, 76 (11), 1590-1611 147 [124] P.Y Yu, Fundamentals of semiconductors: Physics and Materials Properties, Springer, 2010, Germany [125] J Laverdant, W.D.d Marcillac, C Barthou, et al., Experimental Determination of the Fluorescence Quantum Yield of Semiconductor Nanocrystals, Materials, 2011, (12), 1182-1193 [126] M Grabolle, M Spieles, V Lesnyak, et al., Determination of the Fluorescence Quantum Yield of Quantum Dots: Suitable Procedures and Achievable Uncertainties, Anal Chem., 2009, 81, 6285–6294 [127] X Xin, Dye- and quantum dot-sensitized solar cells based on nanostructured widebandgap semiconductors via an integrated experimental and modeling study, Iowa State University, 2012, Ames, Iowa [128] A Badawi, K Easawi, N Al-Hosiny, et al., Alloyed CdTe0.6S0.4 Quantum Dots Sensitized TiO2 Electrodes for Photovoltaic Applications, Materials Sciences and Applications, 2014, 05 (01), 27-32 [129] X Gao, D Guan, J Huo, et al., Free standing TiO2 nanotube array electrodes with an ultra-thin Al2O3 barrier layer and TiCl4 surface modification for highly efficient dye sensitized solar cells, Nanoscale, 2013, (21), 10438-10446 [130] P.M Sommeling, B.C O’Regan, R.R Haswell, et al., Influence of a TiCl4 posttreatment on nanocrystalline TiO2 films in dye-sensitized solar cells, J Phys Chem B, 2006, 110, 19191-19197 [131] A Hagfeldt, G Boschloo, L Sun, et al., Dye-Sensitized Solar Cells, Chem Rev., 2010, 110, 6595–6663 [132] M Samadpour, A Irajizad, N Taghavinia, et al., A new structure to increase the photostability of CdTe quantum dot sensitized solar cells, J Phys D: Appl Phys., 2011, 44 (4), 045103 [133] M Shalom, S Dor, S Ruhle, et al., Core/CdS Quantum Dot/Shell Mesoporous Solar Cells with Improved Stability and Efficiency Using an Amorphous TiO2 Coating, J Phys Chem C, 2009, 113 (9), 3895–3898 [134] R Soltani, A.A Katbab, K Schaumberger, et al., Light harvesting enhancement upon incorporating alloy structured CdSexTe1-x quantum dots in DPP:PC61BM bulk heterojunction solar cell, J Mater Chem C, 2017, (3), 654-662 [135] V Dzhagan, I Lokteva, C Himcinschi, et al., Phonon Raman spectra of colloidal CdTe nanocrystals: effect of size, non-stoichiometry and ligand exchange, Nanoscale research letters, 2011, (1), 79-88 [136] S Li, G Tan, J.B Murowchick, et al., Preparation of Uncapped CdSexTe1−x Nanocrystals with Strong Near-IR Tunable Absorption, Journal of Electronic Materials, 2013, 42 (12), 3373-3378 [137] A.V Bragas, C Aku-Leh, R Merlin, Raman and ultrafast optical spectroscopy of acoustic phonons inCdTe0.68Se0.32 quantum dots, Physical Review B, 2006, 73 (12), 125305-125309 [138] B.T Spann, X Xu, Quantifying electron-phonon coupling in CdTe1−xSex nanocrystals via coherent phonon manipulation, Appl Phys Lett., 2014, 105 (8), 083111 [139] P.J Sebastian, V Sivaramakrishnan, The growth and characterization of CdSexTe1-x thin films, Journal of Crystal Growth, 1991, 112, 421-426 [140] S.H Tolbert, A.P Alivisatos, High-pressure structural transformations in semiconductor nanocrystals, Annu Rev Phys Chem., 1995, 46, 595-626 [141] S.H Tolbert, A.P Alivisatos, Size Dependence of a First Order Solid-Solid Phase Transition: The Wurtzite to Rock Salt Transformation in CdSe Nanocrystals, Science, 1994, 265 (5170), 373-376 [142] Z Chai, W Wu, D Kong, et al., Size-dependent electronic decays and coherent phonon of CdSeTe quantum dots in glass matrix, Journal of Non-Crystalline Solids, 2013, 382, 121-124 148 [143] V.S Vinogradov, G Karczewski, I.V Kucherenko, et al., Raman spectra of structures with CdTe-, ZnTe-, and CdSe-based quantum dots and their relation to the fabrication technology, Physics of the Solid State, 2011, 50 (1), 164-167 [144] L.X Hung, P.D Bassène, P.N Thang, et al., Near-infrared emitting CdTeSe alloyed quantum dots: Raman scattering, photoluminescence and single-emitter optical properties, RSC Adv., 2017, (76), 47966-47974 [145] S.K Verma, R Verma, N Li, et al., Fabrication and band engineering of Cu-doped CdSe 0.6 Te 0.4 -alloyed quantum dots for solar cells, Solar Energy Materials and Solar Cells, 2016, 157, 161-170 [146] V.M Dzhagan, M.Y Valakh, A.E Raevskaya, et al., Temperature-dependent resonant Raman scattering study of core/shell nanocrystals, Journal of Physics: Conference Series, 2007, 92, 012045 [147] P.M Morse, Diatomic Molecules According to the Wave Mechanics II Vibrational Levels, PhRv, 1929, 34 (1), 57-64 [148] D Valerini, A Cretí, M Lomascolo, et al., Temperature dependence of the photoluminescence properties of colloidal CdSe∕ZnScore/shell quantum dots embedded in a polystyrene matrix, Physical Review B, 2005, 71 (23) [149] D.N Talwar, Z.C Feng, J.-F Lee, et al., Structural and dynamical properties of Bridgman-grown CdSexTe1−x (0