J (mA/cm2) Điện thế ngoài (V)
3.3.3. Đánh giá hiệu suất chuyển đổi quang điện hóa
Hiệu suất chuyển đổi quang điện hóa dưới tác dụng của thế mạch ngoài (hiệu suất ABPE) của các mẫu vật liệu nano -Fe2O3 pha tạp Sn với các nồng độ khác nhau được tính toán và cho kết quả ở hình 3.14. Hiệu suất chuyển đổi được tính toán theo công thức:
ABPE (%) = .( ).100 0 light app rev P E E J (3.5)
trong đó: J là mật độ dòng quang điện (mA/cm2); 0
rev
E = 1,23 V là hiệu điện thế nhiệt động học cần thiết cho quá trình tách nước; Eapp = Emeas – Eaoc , với Emeas là điện áp của điện cực làm việc theo dòng quang được đo dưới sự chiếu sáng, Eaoc là điện áp mở; Plight là công suất của nguồn sáng, có giá trị là 100 mW/cm2.
Hình 3.14. Phổ hiệu suất chuyển đổi quang điện hóa () của các mẫu vật liệu nano -
Fe2O3không pha tạp (mẫu F04@750) và pha tạp Sn với các nồng độ khác nhau: 20
mM (mẫu Sn-F20); 40 mM (mẫu Sn-F40); 80 mM (mẫu Sn-F80); 160 mM (mẫu Sn-
F160) và 320 mM (mẫu Sn-F320).
Kết quả ở hình 3.14 cho thấy, khi pha tạp Sn vào cấu trúc nano -Fe2O3
hiệu suất ABPE có sự tăng cường rõ rệt so với mẫu -Fe2O3 không pha tạp. Dựa vào đồ thị ta thấy, hiệu suất của các mẫu nano -Fe2O3 pha tạp Sn tăng theo nồng độ pha tạp, nhưng khi pha tạp ở nồng độ cao (320 mM) thì hiệu suất lại giảm. Mẫu Sn-F80 pha tạp với nồng độ 80 mM có hiệu suất cao nhất là 1,07% tại 0,3 V, cao hơn gấp gần 9 lần so với mẫu -Fe2O3 không pha tạp. Giá trị hiệu suất chuyển đổi quang điện hoá của các mẫu nano -Fe2O3 pha tạp Sn được thể hiện ở bảng 3.7.
Bảng 3.7. Bảng giá trị hiệu suất chuyển đổi quang điện hóa (ABPE) của các mẫu F04@750, Sn-F20, Sn-F40, Sn-F80, Sn-F160 và Sn-F320.
Kí hiệu mẫu Hiệu suất ABPE(%) Điện thế ngoài (V) F04@750 0,12 0,3 Sn-F20 0,50 0,25 Sn-F40 0,89 0,3 Sn-F80 1,07 0,3 Sn-F160 0,96 0,3 Sn-F320 0,83 0,25