سنتز، شناسایی، بررسی خواص ردوکس، گرمایی، نوری، الکترونی، گپ انرژی و ساختار فازهای نانو ذرات ولایه های نازک نانو ساختار نیمه هادی نیوبیم پنتااکسید (nb2o5)اصلاح شده به منظور افزایش میزان جذب در ناحیه مرئی: بررسی فعالیت فوتوکاتالیستی و کاربرد در سلول های خورشیدی حساس شده با رنگ
چکیده
دراین تحقیق فیلم های لایه نازک نانوساختار و نانوپودرهای نیوبیم پنتوکسید(nb2o5) و نیوبیم پنتوکسید دوپ شده با گوگرد (s-nb2o5) بر روی بسترهای مختلف از جمله شیشه، شیشه رسانای قلع اکسید دوپ شده با ایندیم (ito) و صفحه کربن (cp) با روش سل-ژل و لایه نشانی غوطه وری تهیه شده اند. برای مقایسه اثر حضور نیوبیم و گوگرد در ساختار تیتانیم دی اکسید (tio2) فیلم های لایه نازک نانوساختار و نانوپودرهای تیتانیم دی اکسید (tio2)، تیتانیم دی اکسید دوپ شده با نیوبیم (nb-tio2)، تیتانیم دی اکسید دوپ شده با گوگرد (s-tio2) و تیتانیم دی اکسید دوپ شده با نیوبیم و گوگرد به طور همزمان (nb,s-tio2) با روش سل-ژل و لایه نشانی غوطه وری تهیه شدند. همچنین با استفاده از روش سلوترمال نانوذرات تیتانیم دی اکسید (tio2) و تیتانیم دی اکسید دوپ شده با نیوبیم (nb-tio2) تهیه شد. به منظور بررسی ساختاری و سطحی از آنالیزهای پراش پرتو ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem)، میکروسکوپ نیروی اتمی (afm)، آنالیز حرارتی (tg-dtg) و طیف سنجی زیر قرمز تبدیل فوریه (ft-ir)، استفاده شده است. همچنین خواص نوری و الکتروشیمیایی با استفاده از تکنیکهای uv-vis جامد (drs) و ولتامتری چرخهای (cv) مورد بررسی قرار گرفت. سلول های خورشیدی حساس شده با رنگ با استفاده از یک زیر لایه متراکم تیتانا و نانوپودرهای حفرهدار تهیه شده با روش سل-ژل به عنوان الکترودهای کار ساخته شدند.فعالیت فوتوکاتالیستی فیلم های لایه نازک نانوساختار تهیه شده از طریق اندازه گیری میزان و سرعت تخریب رنگ آزو f3b موجود در پساب های نساجی، در محیط آبی و ph خنثی بررسی شده است. نتایج مطالعات سینتیکی در این مورد افزایش میزان تخریب را برای فیلم های لایه نازک نانوساختار نیوبیم پنتوکسید دوپ شده با گوگرد (s-nb2o5) در ناحیه نشان داده اند. در قسمت آخر این تحقیق، با استفاده از فیلمهای لایه نازک نانوساختار تیتانیم دی اکسید (tio2) و تیتانیم دی اکسید دوپ شده با نیوبیم (nb-tio2) ساخته شده به روش سلوترمال، به عنوان لایه استخراج الکترون (لایه بافر) در سلول های خورشیدی آلی (پلیمری) برای بهبود عملکرد سلول ها استفاده شد.