Kính FTO (kính thƣơng mại Dyesol, TEC15) với kích thƣớc 1.4 x 1.7 cm đƣợc xử lí sạch lần lƣợt qua các bƣớc:
Đánh siêu âm với xà phòng trong 30 phút
Rửa lại bằng nƣớc máy, ethanol
Ngâm TiCl4 nồng độ 40mM ở 70oC trong 30 phút
Rửa lại bằng nƣớc cất, và sấy khô
Hoàn thành quy trình xử lí kính.
Màng keo TiO2 (keo thƣơng mại Dyesol, DSL 18NR-T), đƣợc quét lên trên đế FTO bằng phƣơng pháp in lụa với khung in 43T (mesh/inch) và đƣợc nung ở 500oC trong 30 phút.
3.2.2. Tạo điện cực anode TiO2/CdSe
Điện cực TiO2 sau khi nung đƣợc ngâm trong dung dịch CdSe QDs 10-4M trong 24 giờ. Sau khi đủ thời gian, anode TiO2/CdSe đƣợc vớt ra và đem sấy ở 100oC trong 15 phút.
3.2.3. Tạo điện cực anode TiO2/CdS/CdSe/ZnS
CdS đƣợc phủ trên đế FTO/TiO2 bằng phƣơng pháp SILAR. Các dung dịch tiền chất đƣợc chuẩn bị nhƣ sau:
Dung dịch chứa Cd2+: muối Cadmium acetate dihydrate
((CH3COO)2Cd.2H2O) đƣợc hòa tan trong methanol (CH3OH), dung dịch thu đƣợc chứa ion Cd2+ nồng độ 0.1M
Dung dịch chứa S2-: sử dụng muối natri sulfide nonahydrat (Na2S.9H2O) đƣợc hòa tan trong ethanol (C2H5OH), dung dịch thu đƣợc chứa ion S2- nồng độ 0.1M
Một chu trình SILAR hay một lớp CdS đƣợc thực hiện qua 4 bƣớc: đầu tiên, điện cực TiO2 đƣợc nhúng vào trong dung dịch chứa ion Cd2+ trong 2 phút, sau đó điện cực đƣợc rửa lại trong dung môi bằng cách nhúng vào methanol trong 1 phút để loại bỏ những ion Cd2+ hấp phụ dƣ thừa và những ion âm không mong muốn. Điện cực sau khi rửa thƣờng đƣợc để khô nhằm tăng khả năng thấm của các ion âm (S2-) vào trong cấu trúc xốp của màng TiO2. Tiếp theo, điện cực này đƣợc nhúng vào dung dịch chứa ion S2- trong 2 phút và rửa lại bằng dung môi ethanol trong 1 phút. Lúc này những ion Cd2+ phản ứng với ion S2- tạo thành phân tử CdS. Sau mỗi lớp SILAR, màng CdS đƣợc để khô trƣớc khi phủ lớp kế tiếp.
Khi đã hoàn thành xong số lớp CdS từ 1 đến 4, điện cực đƣợc sấy khô ở 100oC trong vòng 15 phút và đƣợc ngâm trong CdSe QDs 10-4M trong 24 giờ. Sau khi ngâm 24 giờ, điện cực đƣợc vớt ra và sấy khô ở 100oC trong 15 phút.
Điện cực TiO2/CdS/CdSe sau khi hoàn thành đƣợc nhúng tiếp vào 0.1M Zn(CH3COO)2 khoảng 1 phút, rửa lại với nƣớc DI, sau đó nhúng vào 0.1M Na2S khoảng 1 phút, lấy ra và rửa lại bằng nƣớc DI, ta kết thúc một chu trình SILAR lớp ZnS, các thao tác này cứ lặp lại tùy theo số lớp ZnS mong muốn. Ta đã hoàn thành điện cực anode quang TiO2/CdS/CdSe/ZnS.