view in publisher's site

Recent developments in TiO2 as n- and p-type transparent semiconductors: synthesis, modification, properties, and energy-related applications

TiO2-based thin films and nanomaterials have been fabricated via physical and solution-based techniques by various research groups around the globe. Generally, most applications of TiO2 involve photocatalytic activity for water and air purification, self-cleaning surfaces, antibacterial activity, and superhydrophilicity. As a wide-bandgap semiconductor, modified TiO2 belongs to a class of materials called transparent semiconducting oxides (TSOs), which are simultaneously optically transparent and electrically conductive. TSOs continue to be in high demand for a variety of applications ranging from transparent electronics and sensor devices to light detecting and emitting devices in telecommunications. However, reports on TiO2 applications as an effective TSO for transparent electronics applications have been limited. In general, TiO2 is intrinsically an n-type semiconductor but can be doped to have p-type semiconductivity. This provides a very important opportunity to fabricate all-transparent homojunction devices for light harvesting and energy storage. P-type TSOs have recently attracted tremendous interest in the field of active devices for emerging transparent electronics for potential use in ultra-violet light-based solar cells. Therefore, a detailed overview of the synthesis, band structure modification via doping, properties, and applications of modified TiO2 as n- and p-type TSOs is warranted. This article comprehensively reviews the latest developments. The discussion includes solution-based wet chemical techniques and vacuum-based dry physical techniques fabricating TiO2–TSOs. The synthesis of p-TiO2 in particular is discussed in detail as it may provide interesting breakthroughs in emerging transparent electronics applications. Also, the structural, optical, and electrical properties of TiO2 are discussed in the context of TSO applications, specifically the defect chemistry of TiO2 to obtain n- and p-type semiconductivity, which could provide interesting insights into the band structure engineering of TiO2 for conductivity reversal. Applications of both n- and p-type TiO2 have been reviewed in detail in relation to thin film transparent homo/heterojunction devices, dye-sensitized solar cells, electrochromic displays, and other energy-related applications.

پیشرفت‌های اخیر در TiO۲ به شکل semiconductors های شفاف n و p: سنتز، اصلاح، خواص، و کاربردهای مرتبط با انرژی

فیلم‌های نازک مبتنی بر TiO۲ و نانو مواد از طریق تکنیک‌های فیزیکی و راه‌حل محور توسط گروه‌های تحقیقاتی مختلف در سراسر جهان ساخته شده‌اند. به طور کلی، اکثر کاربردهای TiO۲ دارای فعالیت photocatalytic برای تصفیه آب و هوا، سطوح خود -، فعالیت ضدباکتریایی و superhydrophilicity هستند. به عنوان یک نیمه‌هادی چند باند وسیع، TiO۲ تغییر یافته به یک رده از مواد به نام اکسیده‌ای نیمه‌رسانا شفاف (TSOs)تعلق دارد، که به طور همزمان از طریق هادی شفاف و الکتریکی به صورت الکتریکی در نظر گرفته می‌شوند. TSOs همچنان نیاز بالایی برای کاربردهای متنوعی دارد که از دستگاه‌های الکترونیکی و دستگاه‌های سنسور برای تشخیص و انتشار وسایل در ارتباط از راه دور استفاده می‌کنند. با این حال، گزارش‌ها در مورد کاربرد TiO۲ به عنوان یک TSO موثر برای کاربردهای الکترونیکی شفاف محدود شده‌است. به طور کلی، TiO۲ ذاتا یک نیمه‌هادی نوع n است اما می‌تواند برای داشتن semiconductivity نوع p doped باشد. این امر فرصت بسیار مهمی را برای ساخت قطعات الکترونیکی شفاف برای برداشت نور و ذخیره‌سازی انرژی فراهم می‌کند. TSOs نوع P اخیرا علاقه زیادی به زمینه دستگاه‌های فعال برای ایجاد الکترونیک شفاف برای استفاده بالقوه در سلول‌های خورشیدی مبتنی بر نور ماورا بنفش جلب کرده‌است. بنابراین، یک مرور دقیق از سنتز، اصلاح ساختار باند از طریق دوپینگ، ویژگی‌ها و کاربردهای of اصلاح‌شده به عنوان n - و p - نوع TSOs مجاز است. این مقاله به طور جامع آخرین پیشرفت‌ها را مورد بررسی قرار می‌دهد. این بحث شامل تکنیک‌های شیمیایی مرطوب مبتنی بر راه‌حل و تکنیک‌های فیزیکی خشک مبتنی بر خلا برای ساخت TiO۲ - TSOs است. سنتز p - TiO۲ به طور خاص مورد بحث قرار می‌گیرد چرا که ممکن است پیشرفت‌های جالبی در کاربردهای الکترونیکی شفاف در حال ظهور ارایه دهد. همچنین ویژگی‌های ساختاری، نوری و الکتریکی TiO۲ در زمینه کاربرد TSO، به ویژه شیمی نقص TiO۲ برای به دست آوردن n - و p - نوع semiconductivity مورد بحث قرار می‌گیرند، که می‌تواند بینش‌های جالبی در مهندسی ساختار باند TiO۲ برای برگشت رسانایی فراهم کند. کاربردهای هر دو نوع n - و p - نوع TiO۲ به طور مفصل در رابطه با قطعات نازک film / heterojunction، سلول‌های خورشیدی حساس‌شده بارنگ آبی، نمایش‌های electrochromic و دیگر کاربردهای مربوط به انرژی مورد بررسی قرار گرفته‌اند.
ترجمه شده با

سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.