تصنيع ودراسة الخصائص الفيزيائية لبعض المواد النانوية في الجيل الثالث لخلايا بيروفسكايت

الباحث

كوثر علي خلف

المشرف

زينب جاسم شنان - فلاح ابراهيم مصطفى العطار

الجامعة

جامعة بغداد

الكلية / القسم

العلوم للبنات / الفيزياء

الشهادة

دكتوراه

السنة

2020

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Perovskite solar cells;Nanomaterials;Physical properties;Efficiency

في هذا العمل يتم تصنيع الخلايا الشمسية هاليد البيروفسكايت العضوية وغير العضوية ، التي تستخدم CuO كطبقة ناقلة للفجوات (HTL) وتوظف طبقات #200 لنقل الإلكترونات(18'11). تم تحضير الجسيمات النانوية ( ZnO ،CuO و (perovskite النانوية بالطريقة الكيميائية. أيضا ، تم تحضير السيليكون المسامي النانوي (PSI) بالطريقة الكهروكيميائية من رقائق السيليكون. كما تمت دراسة الخصائص التركيبية والمورفولوجية والبصرية للمواد المحضرة ( ZnO ،CuO و oi (perovskite الحصول على الخصائص الضوئية بواسطة مطيافية الأشعة فوق البنفسجية( 1117/1715 Cus ، (spectroscopy تم حساب ad فجوة الطاقة الضوئية لجميع الأغشية المحضرة باستخدام طيف النفوذية والامتصاصية كدالة لطول الموجة ضمن النطاق (1100-300) نانومتر. ان فجوة الطاقة لأغشية CH;NH;PbI; .PbI،ZnO ،CuO ) و ور1كيط 5ناتكرو0)كانت (3.75: 4.05، 2.3 1.6١، 5 4.2( eV على التوالي. تم حساب الاحجام البلورية للمواد المحضرة بواسطة حيود الاشعة السينية باستخدام معادلة شيرر ، Gus كانت ad الاحجام البلوري (20.06، 14.3 39.17، 38.75، 541.57 44.06 )نانومتر للمواد CH;NH3PbI; ، p-PSisZnO ،CuO ) و (CsyCuSb,Cl)) على التوالي . تمت دراسة التضاريس السطحية للمواد ) CH;NH;PbI; ،PbI, ،ZnO ،CuO و (CsyCuSb,Cli2 باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح (FESEM) التي أظهرت الدراسة أنها ذات تراكيب (متوازي مستطيلات ¢ صفائح ، أسطواني ، كروي ، وعناقيد) على التوالي. أيضا أظهرت نتائج مجهر القوة الذرية (AFM) للمواد المحضرة ( ‘PbI, ، p-PSisZnO ،CuO CH3;NH3PbI; و ج01 يط 015 ,و0 ) كانت الجسيمات ذات تشتت جيد ، كان متوسط توزيع حجم الحبيبات )75.34+ 65.30، 63.15، 86.80 5:66.10 78.34 ) نانومتر على التوالي. أظهرت قياسات هول ان شبه موصل( CuO )من النوع الموجب (p-type) وان شبة موصل (720)من النوع السالب n-) ai (type حساب التحركية والتوصيلية .ان التحركية a} gall كانت 3.679E+02,1.679E+03) ) 7 على التوالي اما التوصيلية فكانت115-2 94.41 (Q.cm)y! 2.022E-3 على التوالي . يتم تمثيل Gal All الكهربائية LOAM المحضرة CuO / perovskite / ZnO) ) على الزجاج (FTO) و (ZnO / perovskite / CuO) المحضرة على السليكون المسامي p-PSi) ) بواسطة (TV) أفضل النتائج ، والتي أعطت أفضل قيمة للكفاءة ، كانت للخلية الشمسية ( / 01و15 60رو© / CuO (Al/ZnO المحضرة على قواعد زجاجية Gus (FTO) كانت الكفاءة تقريبا (19.53 /).

n this work, the Colloidal (CuO, ZnO, and perovskite) nanoparticles NPs and perovskite were prepared by simple chemical methods. Also, nanocrystalline porous silicon (p-PSi ) were prepared by electrochemical etching method of p types silicon wafers. Organolead iodide inorganic perovskite halide solar cells, which employed CuO as Hole Transport Layer (HTL) is fabricated and employed ZnO Electron Transport Layers (ETL). The experimental parameters such as structural, morphological, and optical properties, for (CuO, ZnO) NPs, and perovskite were also studied. The optical properties were obtained by UV/VIS spectroscopy, the value of the optical energy gap for all prepared films was calculated by using the absorption spectrum as a function of wavelength within the range (300-1100) nm. The energy gap of (CuO, ZnO,PbI2,CH3NH3PbI3 and Cs4CuSb2Cl12) was (3.75,4.05,2.3, 1.6and2.4) eV respectively. Crystallite size was estimated by X-Ray using the Scherrer equation, where the Crystallite size of CuO, ZnO, p-PSi ,PbI2, CH3NH3PbI3 and Cs4CuSb2Cl12 were(20.06,14.3, 39.17, 38.75, 41.57,and 44.06) nm respectively. The surface morphology of (CuO, ZnO,PbI2, CH3NH3PbI3 and Cs4CuSb2Cl12) were studied by using field emission scanning electron microscopy (FESEM), the study has shown the formation in different shapes (rectangles, sheets, cylindrical, spherical, and clusters network) respectively. Also, atomic force microscopy (AFM) according to the value of the average diameter (CuO, ZnO, p-PSi , PbI2, CH3NH3PbI3, and Cs4CuSb2Cl12 ) was (75.34,65.30, 63.15, 86.80, 66.10 and 78.70) nm respectively . Hall measurements which is used to determine carrier concentration, carrier mobility and conductivity. Mobility by (Hall) of CuO and ZnO was (1.679E+03,and3.679E+02) cm2/v. s respectively . Also, conductivity of CuO and ZnO was (4.411E-2,and2.022E-3) (Ω.cm)-1 respectively . The electrical properties of the prepared (ZnO / perovskite / CuO) on fluorine doped tin 0xide (FTO) glass and on (p-PSi ) sandwich solar cells are represented by I-V characteristic. The best results were for the prepared samples, which gave the best value for efficiency, where the solar cell(ZnO / Cs4CuSb2Cl12/ CuO) prepared on glass(FTO) bases (η=19.53%).

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب