MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
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■020    ▼a9798315713807
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI31939367
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a540
■1001  ▼aDickenson,  John  Calvin.
■24510▼aPhotophysical  Properties  of  Molecules  and  Materials  for  Solar  Energy  Conversion
■260    ▼a[Sl]▼bThe  University  of  North  Carolina  at  Chapel  Hill▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a166  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  86-11,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Meyer,  Gerald  J.;Miller,  Alexander  J.  M.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--The  University  of  North  Carolina  at  Chapel  Hill,  2025.
■520    ▼aA  confluence  of  factors  including  climate  change  and  national  energy  security  necessitate  a  shift  from  fossil  fuels  to  renewable  sources.  One  of  the  most  attractive  methods  is  the  conversion  of  sunlight  into  chemical  fuels,  called  solar  energy  conversion.  This  dissertation  advances  the  fundamental  photophysical  properties  of  the  molecules  and  materials  involved  in  two  applications  of  solar  energy  conversion:  dye-sensitized  photoelectrochemical  cells  (DSPECs)  and  silicon-based  hybrid  photoelectrodes.Chapter  1  describes  the  photophysical  properties  of  ruthenium  polypyridyl  complexes-common  chromophores  in  DSPECs-and  the  semiconductor  photophysics  which  underpin  silicon  hybrid  photoelectrodes.In  Chapter  2,  excited-state  quenching  studies  in  acetonitrile  and  acetone  is  used  to  study  the  effect  of  solvent  polarity  on  the  Coulombic  attraction  between  iodide  and  a  ruthenium  complex  decorated  with  aldehyde  groups.  Decreased  solvent  dielectric  in  acetone  solution  was  shown  to  induce  stronger  association,  increasing  the  equilibrium  constant  by  an  order  of  magnitude  compared  to  acetonitrile,  as  measured  by  1H  NMR  titration  assays.  The  increased  degree  of  association  manifested  in  an  increased  contribution  of  static  quenching.Chapter  3  leverages  time-resolved  infrared  spectroscopy  to  understand  the  excited  state  behavior  of  chloride  associated  with  ruthenium  polypyridyl  complexes  decorated  with  amide  groups  in  dichloromethane.  In  such  complexes,  the  ground  state  equilibrium  for  chloride  association  was  large  ~107  M-1.  Following  laser  excitation,  the  photoluminescence  initially  resembles  the  complex  with  chloride  associated  but  evolves  over  time  indicating  photodissociation  ("photo-release").  The  time-resolved  infrared  spectra  support  an  increase  in  the  hydrogen  bonding  as  a  function  of  time.  A  model  is  proposed  in  which  chloride  migrates  orthogonally  to  the  plane  of  the  bipyridine  ligand  in  response  to  the  excited-state  dipole.Chapter  4  compares  three  fabrication  methods  for  a  silicon/silicon  dioxide  (Si/SiOx)  passivation  layer  in  silicon  hybrid  photoelectrodes:  native  oxide,  chemically  grown  oxide,  and  thermal  oxide,  grown  by  rapid  thermal  annealing.  Through  time-resolved  infrared  spectroscopy,  electrochemical  impedance  spectroscopy,  and  cyclic  voltammetry,  the  rapid  thermal  annealing  was  identified  as  the  optimal  interface,  possessing  good  electron  transfer  to  a  solution  mediator,  long  lifetimes,  and  reduced  surface  trap  state  densities.Collectively,  these  findings  deepen  our  understanding  of  molecular  and  interfacial  photophysics,  guiding  the  design  of  more  efficient  systems  for  solar-to-chemical  energy  conversion.
■590    ▼aSchool  code:  0153.
■650  4▼aChemistry
■650  4▼aMaterials  science
■650  4▼aAlternative  energy
■650  4▼aMolecular  chemistry
■653    ▼aRenewable  energy
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■653    ▼aSemiconductor-electrolyte  interface
■653    ▼aSilicon  photoelectrodes
■653    ▼aTrap  states
■690    ▼a0485
■690    ▼a0431
■690    ▼a0794
■690    ▼a0363
■71020▼aThe  University  of  North  Carolina  at  Chapel  Hill▼bChemistry.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g86-11B.
■790    ▼a0153
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17357092▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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