With the advent of technology the demand for energy consumption is always high. Energy conversion and storage are the fields which go hand in hand. This work deals with both the issues. First part of this research comprises of Silicon Air Battery (SAB) encompassing Si
nanowire anode and alkaline solution electrolyte. We investigated to elucidate the origin of superior discharge performance of the nano-structured Si anode to that of a planar Si anode.
Most importantly, we found for the first time that the Si nanowires transform into Si nanopyramids upon immersion in the alkaline solution. In this regard, the improved performance of the Si nanowire anode is attributed to the formation of Si nanopyramids with
(111) facets that are intrinsically resistant to passivation. This fact is confirmed by utilizing Si nanopyramid anode (fabricated by texturing of Si wafer) in SAB and testing the discharge performance. The fabrication of Si nanopyramid anode does not use precious metal salt
unlike Si nanowire anode, thus reducing the overall cost of SAB.
Gallium Nitride (GaN) wafer has been used frequently as a photoelectrode for solar water splitting. In the second part of this study, n-GaN wafer surface is modified by depositing metal thin film/nanoparticles using several deposition techniques such as electrodeposition,
and thermal evaporation. The purpose of this study is to protect the surface of GaN wafer in high PH environment and get the real water splitting efficiency by using GaN wafer. It was observed that by employing the nanomaterial to the GaN surface, the photocurrent density enhances adequately thus increasing the water splitting efficiency.
에너지 소비에 대한 기술의 출현과 그에 따른 요구는 항상 높았다. 에너지 변환과 저장은 함께 나아가야하는 영역이다. 이번 연구는 이러한 문제를 다룬다. 이 연구의 첫번째 부분은 Si nanowire의 양극과 알칼리 용액 전해질을 포괄하는 실리콘 에어 배터리 (SAB)이다. 우리는 평탄한 Si 양극과 비교하여 나노 구조로 된 Si 양극이 더욱 뛰어난 방전 효과를 가지게 되는 것을 밝히기 위해 연구하였
다. 가장 중요한 것은, 우리는 Si nanowire가 알칼리 용액에 담근 후 Si nanopyramid로 변환하는 것을 최초로 발견하였다. 이러한 이유로, Si nanowire 음극의 향상된 성능은 Si nanopyramid이 형성된(111)면을 보호하려는 고유한 저항의 결과로 보여진다. 이 요인은 Si nanopyramid 음극(Si wafer에 적용되어 제작된)을 사용한 SAB에서 방전 성능 테스트로 확인되었다. Si nanopyramid 음극
의 제작은 Si nanowire 음극처럼 귀한 금속염을 사용하지 않는다. 따라서 SAB의 총 비용을 줄일수있다.
질화 갈륨 (GaN) 웨이퍼는 태양 물 분해를 위한 광 전극으로써 흔하게 사용되곤 하였다. 이번 연구의 두 번째 부분으로써, n-GaN 웨이퍼 표면은 열증착과 전기 증착과 같은 여러 증착 기술들을 사용하여 금속박막을 한 나노 입자로 증착함으로써 개질 되었다. 이번 연구의 목적은 높은 PH환경에서 GaN 웨이퍼 표면을 보호하고, GaN 웨이퍼를 사용함으로써 진정한 의미로 물 분해 효율을 얻는 것이다.
GaN 표면에서 나노입자를 사용함으로써 광 전류 밀도는 충분히 높아졌고, 따라서 물 분해 효율이 증가되었다.
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