شماره ركورد
10083
پديد آورنده
محمدحسن متالهي اردكاني
عنوان
سنتز CuInS2 به روش اصلاحشدة حلالگرمايي
مقطع تحصيلي
كارشناسي
رشته تحصيلي
مهندسي مواد و متالورژي
سال فارغ التحصيلي
1404
استاد راهنما
دكتر روحالله خسروشاهي، دكتر اميرمحمود بخشايش
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
محمدحسن متالهي اردكاني
تاريخ ورود اطلاعات
1404/08/20
دانشكده
مهندسي مواد و متالورژي
عنوان به انگليسي
Synthesis of CuInS2 by a modified solvothermal method
چكيده
در اين پژوهش، نانوذرات مس-اينديم-سولفيد (CuInS₂) با استفاده از روش حلالگرمايي اصلاحشده و در محيط اوليلآمين بهعنوان حلال و پايدارساز سنتز شدند. هدف اصلي، سنتز نانوذراتي با خواص نوري و ساختاري مناسب براي كاربرد بالقوه بهعنوان لاية انتقالدهندة حفره (HTM) در سلولهاي خورشيدي پروسكايتي بود. براي دستيابي به اين هدف، از پيشمادههاي كلريد مس (CuCl)، كلريد اينديم (InCl₃) و گوگرد (S) با نسبت مولي مشخص استفاده گرديد و فرايند سنتز در دماي 240 درجه سانتيگراد و در اتمسفر بياثر آرگون انجام پذيرفت.
نانوذرات سنتز شده با استفاده از تكنيكهاي مختلف مشخصهيابي موردبررسي قرار گرفتند. الگوي پراش پرتو ايكس (XRD) تشكيل فاز كالكوپيريت CuInS2 با ساختار بلوري مناسب را تأييد كرد. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني (FESEM) مورفولوژي نانوذرات را نشان داد كه حاكي از تشكيل ذرات در ابعاد نانومتري با تمايل به آگلومره شدن بود. آناليز EDS حضور عناصر مس، اينديم و گوگرد را در تركيب نمونه تأييد نمود و انحراف جزئي از استوكيومتري ايدهآل مشاهده شد. بررسيهاي طيفسنجي UV-Vis و رسم منحني تاوك، مقدار انرژي شكاف نواري مستقيم را 78/1 الكترونولت محاسبه كرد كه اين مقدار با مقادير گزارششده براي CuInS₂ و مناسب براي كاربردهاي فتوولتائيك مطابقت دارد.
نتايج بهدستآمده حاكي از آن است كه روش حلالگرمايي مورداستفاده، قابليت سنتز نانوذرات CuInS₂ با خلوص فازي و خواص نوري مطلوب را دارا است. اين نانوذرات پتانسيل بالايي براي استفاده بهعنوان ماده انتقالدهنده حفره در سلولهاي خورشيدي پروسكايتي دارند كه ميتواند منجر به كاهش هزينهها و بهبود پايداري اين سلولها گردد. براي تكميل مطالعات، انجام آزمونهاي تكميلي از جمله اندازهگيري اثر هال براي تعيين نوع نيمههادي و بهينهسازي شرايط لايه نشاني براي بهبود خواص الكتريكي پيشنهاد ميشود.