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Free-standing ZnO nanorod arrays modified with single-walled carbon nanotubes for betavoltaics and photovoltaics

Journal of Materials Science & Technology 2020年第19期54卷 48-57页

作者： Changsong Chen Jiang Chen Zhen Wang Jian Zhang Haisheng San Shichao Liu Chunyu Wu Werner Hofmann Pen-Tung Sah Institute of Micro-Nano Science and Technology Xiamen UniversityXiamen 361005China Shenzhen Research Institute of Xiamen University Shenzhen 518000China College of Energy Xiamen UniversityXiamen 361005China Shanghai Institute of Space Power-Sources Shanghai 200245China Institute of Solid State Physics Technical University of BerlinBerlin 10623Germany

A full-duplex radiant energy converter based on both betavoltaic and photovoltaic effects in an easyto-implement way is an attractive alternative for the autonomous wireless sensor ***,we report a novel beta/photovoltaic cell based on free-standing Zn O nanorod arrays(ZNRAs)modified with metallic single-walled carbon nanotubes(m-SWCNTs),using radioisotope63 Ni as beta-emitting *** ZNRAs were grown on Al-doped Zn O(AZO)conductive glass using hydrothermal *** optimum length and diameter of Zn O nanorods were determined by Monte Carlo simulation for beta energy deposition in *** m-SWCNTs were anchored into the ZNRAs to form a three-dimensional(3-D)Schottky junction structure for effectively separating the beta/photo-excited electron-hole ***,the betavoltaic and photovoltaic effects were confirmed through the I-V measurements of beta/photovoltaic cells under beta/UV/Vis irradiations,*** is suggested that the m-SWCNTs play key role for the enhancement of beta/photovoltaic performance through the formation of extensive3-D Schottky junction,the conductive network for hole transport,and the surface plasmon resonance exciton absorption for visible light.

关键词： ZnO nanorod arrays Single-walled carbon nanotube betavoltaics Photovoltaics

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