بررسي عوامل فرايندي بر ريزساختار و خواص فيزيكي تركيبات نانو ساختار ZnS/ZnOلايه نشاني شده با هدف كاربرد در سلول‌هاي خورشيدي

كارشناسي ارشد

چكيده هدف از انجام اين تحقيق، بررسي عوامل فرايندي بر ريزساختار و خواص فيزيكي تركيبات نانو ساختار ZnS/ZnO است. دو لايه مذكور كاربردهاي فراواني در نسل هاي جديد سلول هاي خورشيدي را به خود اختصاص داده اند. اين تحقيق در سه مرحله انجام گرفت، اين مراحل شامل سنتز نانو ذرات ZnO و ZnS، تهيه كلوئيد پايدار از نانو ذرات سنتز شده، لايه نشاني كلوئيد با استفاده از روش الكترواستاتيك افشانه اي است. سنتز نانو ذرات با روش شيميايي ساده و تك‌مرحله‌اي ترموليز انجام شد در اين مرحله اثر پارامترهاي مختلفي مانند نوع حلال، پيش ماده‌هاي مختلف، دماي حل شدن و تشكيل كمپلكس، مقدار عامل فعال ساز سطحي مورد استفاده، دماي تجزيه كمپلكس و زمان نگهداري در اين دما بررسي شد. اثر اين پارامترها بر ساختار بلوري، اندازه و توزيع اندازه ذرات و محدوده جذب طيف نور و امواج الكترومغناطيسي به ترتيب با آناليزهاي پراش پرتو ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، آناليز پراكنش ديناميك نور (DLS) و طيف‌سنجي جذبي فرابنفش و مرئي (UV-vis) در اين تحقيق بررسي شد. همچنين براي بررسي مكانيسم تشكيل كمپلكس تركيب هاي واسطه، از آناليز طيف سنج تبديل فوريه مادون قرمز (FTIR) به منظور تشخيص پيوندهاي تشكيل شده بين مواد آلي و غير آلي استفاده شده است، ساختار بلوري حاصل از اين سنتز براي ZnS و ZnO به ترتيب مكعبي(اسفالريت) و ورتزيت است. بررسي هاي انجام شده نشان داد دماي مناسب سنتز نانو ذراتي با 150 است. در مرحله آخر كه لايه نشاني كلوئيدهاي ZnO و ZnS صورت گرفت، كلوئيدها توسط يك نازل با اعمال ولتاژ بالا در 3-1 در فاصله cm10-6 از زيرلايه روي آن اسپري شدند كه با توجه به غلظت و ضخامت مورد نظر، فرآيند لايه نشاني لايه هاي ZnS و ZnO به ترتيب به مدت 15 و 30 دقيقه به طول مي انجاميد، ضخامت و يكنواختي اين لايه هاي ايجاد شده توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي مورد بررسي قرار گرفت. در غلظت wt%2 براي كلوئيد ZnS شرايط بهينه ولتاژ، فاصله و نرخ 1 حاصل شد. همچنين طبق نتايج طيف‌سنجي جذبي فرابنفش و مرئي براي لايه هاي نازك نشان مي دهد كه شكاف انرژي براي لايه هاي ZnS و ZnO پس از عمليات حرارتي به ترتيب eV 44/3 و eV 54/3 است. واژه‌هاي كليدي: نانو ذرات ZnO و ZnS، ترموليز، لايه نشاني الكترواستاتيك افشانه اي.

189975

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر محمدرضا جهان نما

سراميك

دكتر سيدمحمد ميركاظمي - دكتر جعفر جوادپور