سنتز فوتوآند متخلخل تیتانیا به روش سل - ژل آبی جهت استفاده در سلول-های خورشیدی پروسکایت

سلولهای خورشیدی پروسکایت در سالهای اخیر توجهات بسیاری را به دلیل بازدهی قابل توجه، روش ساخت نسبتا ساده و قابلیت تولید انبوه به خود جلب نمودهاند. جهت ساخت فوتوآند تیتانیایی این سلولها عمدتا از سل های آبی استفاده میشود که فرآیندی با قابلیت کنترل بسیار خوب بر اندازه و خلوص ذرات میباشد. در این تحقیق از سل آبی آلکوکسیدی تیتانیا بر پایه تیتانیم تترا ایزوپروپکساید استفاده شد و اثر فرآیند آمادهسازی بعدی ذرات در حالتهای خشک و تر مورد مقایسه قرار گرفت. در روش اول، ذرات بدون فرآیند خشک شدن و در حالت کلوئید به فرآیند تهیه خمیر تیتانیا منتقل شدند و عوامل ساخت خمیر، شامل آلفا ترپینئول و اتیل سلولز به کلوئید مذکور افزوده شد. حال آنکه در روش دوم، پس از سنتز ذرات درون اتوکلاو، ذرات خشک شده و سپس فرآیند آماده سازی خمیر تیتانیا برای آنها بهکار گرفته شد. در نهایت با غلیظ کردن سل حاصل، لایه نشانی چرخشی بر روی زیرلایه های هادی شفاف انجام گرفت و عملیات کلسینه بر روی نمونه ها انجام شد. بررسی پراش اشعه X حاکی از تشکیل فاز خالص آناتاز میباشد. بررسی تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی وضوح بالا نشاندهنده تشکیل لایه با تخلخلهای مناسب و به هم پیوسته با توزیع بسیار یکنواخت در حالت تر میباشد. طیف سنجی فرابنفش-مرئی موید شکاف انرژی معادل ۳/۲۴ الکترون ولت برای این نمونه میباشد. نتایج نشان میدهد که در حالت خشک، آگلومره شدن شدیدی اتفاق میافتد که در هنگام لایه نشانی بشدت کیفیت لایه را تخریب می کند. لایه منتج از حالت تر برای استفاده به عنوان فوتوآند سلولهای خورشیدی پروسکایت مناسب میباشد.