ابزارهای فوتوولتائیک سنتی برای جایگزینی سوختهای فسیلی دارای مشکلاتی از جمله هزینههای بالا ساخت و نصب هستند، لذا در حال حاضر تمرکز بیشتر بر نسل جدید سلولهای خورشیدی از جمله کاشی خورشیدی با بازدهی بالاتر و هزینههای قابلقبولتر است. با توجه به ظهور نانولایهها و همچن چکیده کامل
ابزارهای فوتوولتائیک سنتی برای جایگزینی سوختهای فسیلی دارای مشکلاتی از جمله هزینههای بالا ساخت و نصب هستند، لذا در حال حاضر تمرکز بیشتر بر نسل جدید سلولهای خورشیدی از جمله کاشی خورشیدی با بازدهی بالاتر و هزینههای قابلقبولتر است. با توجه به ظهور نانولایهها و همچنین پیشرفتهای گسترده صورت گرفته در انتخاب مواد اولیه و دستگاههای اعمال این نوع لایهها، در مطالعه جاری آمادهسازی و دستیابی به شرایط بهینه لایه اصلی کاشی خورشیدی مدنظر قرار گرفته است. بهترین نمونه شامل جوهر فیلم لایه جاذب از ترکیب CZTS و ساخته شده با روش سولوترمال در دمای ºC 550 حاصل شد. با استفاده از آنالیزهای پراش اشعه ایکس (XRD) و طیف سنج رامان (Raman)، به مطالعات فازی نمونههای سنتز شده و همچنین شناسایی گروههای عاملی موجود در ترکیبات پرداخته شد. از میکروسکوپ الکترونی روبشی عبوری (FESEM) برای بررسیریختشناسی سطح و همچنین ریزساختار جوهرهای تهیه شده و برای آنالیز طیف جذبی فرابنفش- مرئی از اسپکتروفوتومتر (UV- Vis Spectrophotometer) استفاده شد. تحلیل XRD ساختار کسیتریت خالص و همچنین وجود فازهای ثانویه در برخی نمونهها را نشان میدهد و نتایج مشابه حضور فاز خالص کسیتریت و انواع فازهای ثانویه نانوذرات CZTSبا نتایج رامان تشخیص و تأیید شده است. در بررسیهای مذکور نمونه سنتز شده در دمای ºC550 دارای ساختار بلوری کسیتریت با شدت پیکهای مناسب بهعنوان مناسبترین نمونه منتخب شد. میکروسکوپ FESEMنشان میدهد که کلیه نمونه نانو ذرات CZTS دارای شکل گلبرگ مانند داشته بهطوریکه با افزایش دما شکل گلبرگها خمیده میشوند و درنهایت بهترین شرایط همگن بودن ذرات ریختشناسی نمونه در دمای ºC550 مشاهده شد. همچنین بر اساس نتایج شاخص EDSنمونهای که در آن بیشترین درصد وزنی عنصر مس و کمترین درصد وزنی عنصر گوگرد را دارا باشد، از نظر کاربرد در ساختارهایی سلول خورشیدی اولویت داشته که چنین مشخصاتی در نمونه سنتز شده در دمای ºC550 نشان داده شده است. نتایج UV-Visنشان داد که باند شکاف اپتیکی نانوذرات CZTSدر بهترین نمونه عدد eV49/1 است. در مجموع نتایج بررسیها در این پژوهش گویای مناسب بودن روش سنتز سولوترمال و همچنین تأثیرگذاری دما بر مشخصات نهایی فیلم نازک از جمله نوع ساختار، ریختشناسی، درصد عبور و انرژی شکاف باندرا نمایش دادند.
پرونده مقاله