ஜர்னல் ஆஃப் நானோமெடிசின் & பயோதெரபியூடிக் டிஸ்கவரி
திறந்த அணுகல்

சுருக்கம்

சாய உணர்திறன் கொண்ட சூரிய மின்கலத்தின் செயல்திறனில் ZnO மற்றும் அதன் நானோகாம்போசிட்டின் விளைவு

ஹனா செலிம்

சாய உணர்திறன் சூரிய மின்கலங்களின் (DSSCs) செயல்திறனில் ZnO நானோ துகள்களின் CuO டோப்பிங்கின் விளைவு ஆராயப்பட்டது. ஆரம்பத்தில் ZnO நானோ துகள்கள் இணை-வீழ்படிவு முறையைப் பயன்படுத்தி ஒருங்கிணைக்கப்பட்டன, பின்னர் ZnO-CuO நானோகாம்போசிட் ஒரு நாவல் பெச்சினி வழியால் வெவ்வேறு CuO மோலார் செறிவு விகிதங்களைப் பயன்படுத்தி சாய-உணர்திறன் கொண்ட சூரிய மின்கலங்களில் (DSSC கள்) பயன்படுத்தப்பட்டது. (TGA/DSC), XRD, HR-TEM, FT-IR, ராமன், UV-DRS, PL, IV போன்ற பல்வேறு நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி வெப்ப, கட்டமைப்பு, ஒளியியல் மற்றும் மின் தன்மைகள் செய்யப்பட்டன. XRD பகுப்பாய்வின் முடிவுகள் CuO-ZnO கலவையானது ஒரு நானோமீட்டர் அளவைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் 38.65O இல் புதிய உச்சத்தின் இருப்பு CuO இன் இரண்டாம் கட்டத்திற்கு ஒத்திருக்கிறது, இது ஊக்கமருந்து செயல்முறையைத் தெரிவிக்கிறது. டோப் செய்யப்பட்ட மாதிரிகளின் UV-DRS ஸ்பெக்ட்ரா தூய ZnO NPகளுடன் ஒப்பிடும்போது பிரதிபலிப்பு இசைக்குழுவின் சிவப்பு மாற்றத்தைக் காட்டியது மற்றும் PL ஸ்பெக்ட்ரா 400 nm இல் வலுவான உமிழ்வு பட்டையைக் காட்டியது. உகந்த நிலையில், பயன்படுத்தப்படாத ZnO மற்றும் CuO டோப் செய்யப்பட்ட ZnO ஆகியவற்றின் மெல்லிய படலங்கள் ITO கண்ணாடியில் பல்ஸ் லேசர் டெபாசிஷன் (PLD) நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி ஒட்டப்பட்டு, சாய உணர்திறன் கொண்ட சூரிய மின்கலங்களில் (DSSCs) வேலை செய்யும் மின்முனைகளாகப் பயன்படுத்தப்பட்டன. இந்த வேலை செய்யும் மின்முனைகள் ஈசின் சாயத்துடன் உணர்திறன் செய்யப்பட்டு பிளாட்டினம் பூசப்பட்ட கேத்தோடுடன் இணைக்கப்பட்டன. IV அளவீடுகள் ZnO DSSC 1.26% ± 0.08% உடன் ஒப்பிடும்போது, ​​உகந்த ஊக்கமருந்து (ZC1.5) இல் 2.9% ± 0.22% செயல்திறன் கொண்ட ZnO-CuO நானோகாம்போசிட் DSSC இன் மேம்பட்ட செயல்திறனைக் காட்டியது.

சாய-உணர்திறன் கொண்ட சூரிய மின்கலங்கள் (DSSCs), மூன்றாம் தலைமுறை ஒளிமின்னழுத்த தொழில்நுட்பம், சாதகமான சுற்றுச்சூழல், குறைந்த செலவு, நச்சுத்தன்மையற்ற, நல்ல வெப்பநிலை நிலைத்தன்மையின் காரணமாக வழக்கமான சிலிக்கான் சூரிய மின்கலங்களுடன் ஒப்பிடும்போது சூரிய ஆற்றலை மின் ஆற்றலாக மலிவாக மாற்றுவதற்கான குறிப்பிடத்தக்க வாக்குறுதியைக் கொண்டுள்ளது. நிலையான மின் உற்பத்தி மற்றும் எளிதான உற்பத்தி சூரிய மின்கலங்கள், அவற்றின் முக்கிய கூறுகளான ஃபோட்டானோட், சென்சிடைசர், எலக்ட்ரோலைட் மற்றும் எதிர் மின்முனை. நானோ அளவு குறைக்கடத்தி கலவையானது சாய மூலக்கூறுகளை உறிஞ்சுவதிலும் எலக்ட்ரான்களை மாற்றுவதிலும் அவற்றின் செயல்பாடுகளின் காரணமாக ஃபோட்டானோட்களாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது . எலக்ட்ரான்-துளை மறுசீரமைப்பு வீதத்தைக் குறைக்கவும், மாற்றும் திறனை அதிகரிக்கவும் இது அதிக எலக்ட்ரான் போக்குவரத்து வீதத்தைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். துத்தநாக ஆக்சைடு பல்வேறு நானோ கட்டமைப்பு உருவமைப்புகள் மற்றும் உயர் எலக்ட்ரான் இயக்கம் கொண்ட குறைக்கடத்தி சேர்மங்களில் ஒன்றாகும். ZnO அதன் கேரியர் இயக்கம் மற்றும் நேரடி இசைக்குழு இடைவெளியின் காரணமாக DSSC களுக்கு ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய வேட்பாளராகக் கருதப்படுகிறது. ZnO என்பது அறை வெப்பநிலையில் 3.30 eV கொண்ட பரந்த பேண்ட் இடைவெளி குறைக்கடத்தி ஆகும். குறைந்த பரிமாண ZnO நானோ கட்டமைப்புகள் அதன் தனித்துவமான கட்டமைப்பு, மின் மற்றும் ஒளியியல் பண்புகள் காரணமாக விரிவாக ஆராயப்பட்டுள்ளன. நானோ அளவிலான லேசர்கள் பைசோ-எலக்ட்ரிக் சாதனங்கள், இரசாயன உணரிகள் மற்றும் சூரிய மின்கலங்கள் போன்ற பல ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் பயன்பாடுகளுக்கு இது நம்பிக்கைக்குரிய பொருள். மறுபுறம், காப்பர் ஆக்சைடு வேட்பாளர் பொருட்களில் ஒன்றாகும். காப்பர் ஆக்சைடு குறைக்கடத்திகளின் அம்சங்கள் ஒப்பீட்டளவில் அதிக ஒளியியல் உறிஞ்சுதல், மூலப்பொருட்களின் குறைந்த விலை மற்றும் நச்சுத்தன்மையற்றவை. CuO என்பது ஒரு குறுகிய பட்டை இடைவெளியுடன் கூடிய p-வகை மாற்றம் உலோக ஆக்சைடு ஆகும் (எ.கா. ~ 1.2 eV), இது சூரிய மின்கலங்களுக்கான சிறந்த ஆற்றல் இடைவெளியான 1.4 eV ஐ நெருங்குகிறது மற்றும் நல்ல சூரிய நிறமாலை உறிஞ்சுதலை அனுமதிக்கிறது. CuO இன் குறைந்த பட்டை இடைவெளியானது புலப்படும் நிறமாலை முழுவதும் உறிஞ்சுவதை சாத்தியமாக்குகிறது. சிறந்த படிகமயமாக்கல் தரம், சிறந்த ஒளியியல் மற்றும் மின் பண்புகளைப் பெற, ஆராய்ச்சிகள் உலோக ஆக்சைடுகளில் ஊக்கமருந்துகளை விரும்புகின்றன. துத்தநாகம் ஒரு முக்கியமான மாற்றம் உலோக உறுப்பு மற்றும் Zn2+ ஆனது Cu2+ க்கு நெருக்கமான அயனி ஆரம் அளவுருவைக் கொண்டுள்ளது, அதாவது Zn எளிதாக CuO படிக லட்டுக்குள் ஊடுருவலாம் அல்லது படிகத்தில் Cu நிலையை மாற்றலாம். இந்த வேலையில், சாய உணர்திறன் கொண்ட சூரிய மின்கலத்தின் ஒளிமின்னழுத்த செயல்திறனை அதிகரிக்க ZnO-CuO நானோகாம்போசைட் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஆரம்பத்தில் இந்த பொருட்கள் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டு பின்னர் TGA/DSC, XRD, HR-TEM, FT-IR, ராமன், UV-DRS, PL மற்றும் IV அளவீடுகளைப் பயன்படுத்தி வகைப்படுத்தப்பட்டன.

இந்த வேலையில், ஆல்கஹால் சூழலில் 800-என்எம் ஃபெம்டோசெகண்ட் லேசரின் கதிர்வீச்சுடன் புனையப்பட்ட நானோரிப்பிள்களிலும் நானோஹோல் வரிசைகள் உருவாகலாம் என்பதைக் காணலாம். துளைகளின் விட்டம் 10 nm-30 nm வரை இருக்கும். நானோஹோல்ஸ் நிகழ்வு லேசரின் அலைநீளத்தை விட மிகச் சிறியது, இது 800 nm ஆகும். இரண்டு அம்சங்களில் கிளாசிக்கல் லேசர் தூண்டப்பட்ட நானோ கட்டமைப்புகளுடன் கட்டமைப்பு வேறுபட்டது. ஒன்று, நூற்றுக்கணக்கான நானோ மீட்டர்களுக்குப் பதிலாக பத்து நானோ மீட்டர் அளவு. மற்றொன்று, திரவ சூழலில் கதிர்வீச்சின் கீழ் கதிர்வீச்சின் கீழ் மட்டுமே கட்டமைப்புகளை உருவாக்க முடியும். குறிப்பாக, ஆல்கஹாலின் கதிர்வீச்சின் கீழ், அதிக நானோஹோல் வரிசைகள் உருவாகின்றன மற்றும் தண்ணீரில் கதிர்வீச்சின் கீழ் உருவாகும் துளைகளுடன் ஒப்பிடும்போது துளைகள் மிகவும் சீரானதாக இருக்கும். லேசர் கதிர்வீச்சைப் பயன்படுத்தி ஆழமான-துணை அலைநீள நானோ கட்டமைப்புகளை உற்பத்தி செய்வதற்கு இந்த முறை பயன்படுத்தப்படலாம். ஸ்கேனிங் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியை (SEM) பயன்படுத்தி நானோஹோல் வரிசைகள் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. கூடுதலாக, ஆழமான துணை அலைநீள நானோஹோல் வரிசைகளுக்கு லேசர் ஸ்கேனிங் வேகத்தின் தாக்கத்தை நாங்கள் ஆராய்வோம்.