عنوان مقاله :
سنتز نانوذرات(CZTS) Cu2ZnSnS4 به روش هيدروترمال براي كاربرد سلول خورشيدي
پديد آورندگان :
كرباسي ، مهناز دانشگاه آزاد اسلامي واحد علوم و تحقيقات تهران - دانشكده فني و مهندسي - گروه مهندسي مواد , باغشاهي ، سعيد دانشگاه بين‌المللي امام خميني (ره) - دانشكده فني و مهندسي - گروه مهندسي و علم مواد , رياحي نوري ، نسترن پژوهشگاه نيرو - گروه پژوهشي مواد غيرفلزي , سياوش موخر ، روزبه پژوهشگاه نيرو - گروه پژوهشي مواد غيرفلزي
كليدواژه :
كاشي خورشيدي , كستريت , لايه جاذب , CZTS , فيلم نازك
چكيده فارسي :
ابزارهاي فوتوولتائيك سنتي براي جايگزيني سوخت‌هاي فسيلي داراي مشكلاتي از جمله هزينه‌هاي بالا ساخت و نصب هستند، لذا در حال حاضر تمركز بيش‌تر بر نسل جديد سلول‌هاي خورشيدي از جمله كاشي خورشيدي با بازدهي بالاتر و هزينه‌هاي قابل‌قبول‌تر است. با توجه به ظهور نانولايه‌ها و همچنين پيشرفت‌هاي گسترده صورت گرفته در انتخاب مواد اوليه و دستگاه‌هاي اعمال اين نوع لايه‌ها، در مطالعه جاري آماده‌سازي و دستيابي به شرايط بهينه لايه اصلي كاشي خورشيدي مدنظر قرار گرفته است. بهترين نمونه شامل جوهر فيلم لايه جاذب از تركيب CZTS و ساخته شده با روش سولوترمال در دماي °C 550 حاصل شد. با استفاده از آناليزهاي پراش اشعه ايكس (XRD) و طيف سنج رامان (Raman)، به مطالعات فازي نمونه‌هاي سنتز شده و همچنين شناسايي گروه‌هاي عاملي موجود در تركيبات پرداخته شد. از ميكروسكوپ الكتروني روبشي عبوري (FESEM) براي بررسيريخت‌شناسي سطح و همچنين ريزساختار جوهرهاي تهيه شده و براي آناليز طيف جذبي فرابنفش مرئي از اسپكتروفوتومتر (UV Vis Spectrophotometer) استفاده شد. تحليل XRD ساختار كسيتريت خالص و همچنين وجود فازهاي ثانويه در برخي نمونه‌ها را نشان مي‌دهد و نتايج مشابه حضور فاز خالص كسيتريت و انواع فازهاي ثانويه نانوذرات CZTSبا نتايج رامان تشخيص و تأييد شده است. در بررسي‌هاي مذكور نمونه سنتز شده در دماي °C550 داراي ساختار بلوري كسيتريت با شدت پيك‌هاي مناسب به‌عنوان مناسب‌ترين نمونه منتخب شد. ميكروسكوپ FESEMنشان مي‌دهد كه كليه نمونه نانو ذرات CZTS داراي شكل گلبرگ مانند داشته به‌طوري‌كه با افزايش دما شكل گلبرگ‌ها خميده مي‌شوند و درنهايت بهترين شرايط همگن بودن ذرات ريخت‌شناسي نمونه در دماي °C550 مشاهده شد. همچنين بر اساس نتايج شاخص EDSنمونه‌اي كه در آن بيشترين درصد وزني عنصر مس و كمترين درصد وزني عنصر گوگرد را دارا باشد، از نظر كاربرد در ساختارهايي سلول خورشيدي اولويت داشته كه چنين مشخصاتي در نمونه سنتز شده در دماي °C550 نشان داده شده است. نتايج UVVisنشان داد كه باند شكاف اپتيكي نانوذرات CZTSدر بهترين نمونه عدد eV1.49 است. در مجموع نتايج بررسي‌ها در اين پژوهش گوياي مناسب بودن روش سنتز سولوترمال و همچنين تأثيرگذاري دما بر مشخصات نهايي فيلم نازك از جمله نوع ساختار، ريخت‌شناسي، درصد عبور و انرژي شكاف باندرا نمايش دادند.
عنوان نشريه :
فرآيندهاي نوين در مهندسي مواد
عنوان نشريه :
فرآيندهاي نوين در مهندسي مواد
