TiO2/ZnO nanokompozit fotokatalizöre dayalı kendi kendini temizleyen güneş pili kaplamaları

Abstract

TiO2 ve ZnO nanoparçacıkları, sol-jel yöntemi kullanılarak başarıyla hazırlanmıştır. Damla kaplama yöntemiyle farklı ZnO içeriğine sahip bir dizi TiO2/ZnO kompozit filmi hazırlanmıştır. TiO2/ZnO kompozit filmlerdeki ZnO içeriğinin yapısal, morfolojik ve optik özellikler üzerindeki etkisi araştırılmıştır. TiO2 ve ZnO filmlere ait XRD difraktogramı üzerinde görülen kırınım piklerinin, her iki yarıiletkene ait standart kartlarda verilen kırınım pikleri ile aynı kırınım açılarında olması nedeniyle; XRD ölçümleri, film numunelerini hazırlamak için uygulanan kaplama tekniğinin, hem TiO2 hem de ZnO filmleri için malzemelerin yapısını etkilemediğini göstermektedir. FTIR analizi ile TiO2, ZnO ve kompozit film numunelerinin başarılı bir şekilde sentezlendiği kanıtlanmıştır. FESEM analizi, TiO2 nanopartiküllerinin ZnO nanopartiküllerinden daha büyük olduğunu göstermiştir. Bu durum ZnO filminin TiO2 filminden daha pürüzsüz görünmesini sağlamıştır. ZnO'in küçük parçacıklarının TiO2 filminin gözeneklerini kapatması ve filmi daha pürüzsüz hale getirmesi, bu iki nanopartikülün karıştırılmasının iyi sonuçlarını göstermiştir. TiO2 filmi ve 0.75TiO2/0.25ZnO kompozit filmi dolaylı bant aralığı geçişi gösterirken, ZnO filmi ve geri kalan kompozit numuneler doğrudan bant aralığı geçişi göstermiştir. Kendi kendini temizleme ve fotokatalitik etkiler için önemli ve gerekli olan sıfıra yakın su temas açısına, 15 dakikalık ışık uygulaması ile çok yaklaşılmıştır. Film kaplı güneş pilinin I-V karakteristik eğrisi, kaplanmamış güneş pilininki ile karşılaştırıldı, en iyi verim (10.529), 0.25TiO2/0.75ZnO kompozit film ile kaplanmış güneş pili tarafından elde edilmiştir