| نویسندگان | زهره چمن زاده,محمد نورمحمدی,مصطفی زاهدیفر |
|---|
| همایش | پنجمین کنفرانس سلولهای خورشیدی نانو ساختار،ناخالصی Y |
|---|
| تاریخ برگزاری همایش | ۲۰۱۵-۱۲-۱۷ |
|---|
| محل برگزاری همایش | تهران |
|---|
| نوع ارائه | سخنرانی |
|---|
| سطح همایش | ملی |
|---|
چکیده مقاله
امروزه نانوتیوب¬های TiO2 به علت کانال¬های یک بعدی برای انتقال حامل¬ها، گزینه¬های فوق العاده¬ای برای کاربردهای فتوالکتروشیمیایی هستند. آرایش آرایه¬های نانوتیوب¬های بسیار منظم TiO2 عمود بر سطح، اجازه¬ی انتقال آسان بار را در طول نانوتیوب از محلول به بستر رسانا فراهم می¬کند. TiO2 با فاز آناتاس دارای باند گپ eV 2/3 می¬باشد. اخیراً تلاش¬های زیادی برای افزایش فعالیت TiO2 تحت برانگیختگی نور مرئی انجام شده است، تا پاسخ نوری TiO2 از ناحیه¬ی UV به ناحیه¬ی مرئی افزایش یابد.
بدین منظور، نانوتیوب¬های TiO2 و Y-TiO2 با استفاده از روش الکتروشیمیایی ساخته شدند. در این روش یک فیلم تیتانیوم با خلوص بالا به عنوان آند و ورقه¬ی پلاتینی به عنوان کاتد در داخل سلول الکتروشیمیایی قرار گرفت. آندایز الکتروشیمیایی در دمای اتاق در یک محلول الکترولیت حاوی M NH4F 1/0، M H2O 1 و اتیلن گلیکول، با اعمال ولتاژ V 60 به مدت 3 ساعت انجام شد. به منظور وارد کردن ناخالصی Y در نانوتیوب¬های TiO2، YCl3.5H2O با غلظت¬های مختلف 5/7، 5/1، 5/0 میلی مولار به محلول الکترولیت افزوده شد. سپس فویل¬های تیتانیوم آندایز شده در اتانول شسته می¬شود. سرانجام برای تبدیل فاز آمورف به فاز کریستالی تیوب¬ها در دمای 450 درجه¬ی سانتی گراد به مدت 1 ساعت آنیل شدند. نانوتیوب¬های حاصل با استفاده از پراش اشعه¬ی x (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و اسپکتروسکوپی UV-Visible مشخصه یابی شدند. در آندایز نانوتیوب¬های mM Y-TiO2 5/7، حضور زیاد یون¬های ناخالصی سبب افزایش شدید چگالی جریان می¬شود. این افزایش شدید چگالی جریان باعث گرم شدن سطح نمونه و ایجاد سوختگی بر روی نمونه خواهد شد. غلظت¬های کمتر یون¬های ناخالصی (5/1 و 5/0 میلی مولار) چگالی جریان نرمال بوده و تیوب¬ها با سطح یکنواخت ایجاد گردید. الگوی XRD فاز کریستالی آناتاس را برای تمامی تیوب¬ها آشکار می¬کند. تصاویر SEM (شکل 1) نشان می¬دهد حضور یون¬های ناخالصی تاثیری در کیفیت نانوتیوب¬ها نخواهد داشت. باند گپ انرژی نانوتیوب¬های Y-TiO2 برای لبه¬ی جذب در منطقه-ی مرئی با استفاده از طیف سنجی UV-Visible محاسبه گردید. باند گپ mM Y-TiO2 NT 5/0 و mM Y-TiO2 NT 5/0، به ترتیب 17/3 و 13/3 الکترون ولت محاسبه گردید. بنابراین حضور یون¬های ناخالصی Y سبب جابجایی باند رسانش به سمت ناحیه¬ی مرئی خواهد شد.