مقدار بهينه نانوميله هاي اكسيدروي ساخته شده به روش سل-ژل و هيدروترمال مورد استفاده در سلولهاي فتوالكتروشيميايي

Optimum amount of ZnO nanorods made by sol-gel and hydrothermal method used in photoelectrochemical cells

در اين تحقيق، فرآيند رشد و مقدار بهينه نانو ميله‌هاي اكسيدروي به عنوان نيمه رساناي مورد استفاده در سلول‌هاي خورشيدي فتوالكتروشيميايي به روش سل-ژل و هيدروترمال مورد بررسي قرار گرفته است. اين نانو ساختارها با داشتن شكاف نواري مناسب، حين دريافت نور خورشيد سبب انجام فرآيند جدايش آب به عناصر سازنده آن، هيدروژن و اكسيژن مي شوند. بيشترين مقدار رشد نانو ميله‌ها با زير لايه FTO و حلال آب ديونيزه، دماي رشد 95 درجه سانتيگراد و زمان رشد 3 ساعت محقق گرديد كه طول نانو ميله‌هاي رشد يافته 1500 نانومتر بود و بيشترين نسبت طول به عرض L/D با مقدار 15 در اين شرايط به دست آمد. در مرحله نهايي نيز آزمون‌هاي فتوالكتروشيميايي و تاثير طول نانو ميله‌ها بر فرآيند جدايش آب مورد بررسي قرار گرفت. نتايج آزمون‌هاي فتوالكتروشيميايي نشان مي دهد كه مقداري بهينه براي طول نانو ميله‌ها وجود دارد. بهترين نتايج فتوالكتروشيميايي با نسبت طول به عرض L/D با مقدار حداكثر 10 برابر و با طول نانوميله‌هاي حداكثر تا 1000 نانومتر كه طي مدت 2 ساعت و دماي 95 درجه سانتيگراد رشد داده شد، به دست آمد.

ZnO Nanorods are the most important semiconductors used in constructing the solar cells. In this research the ZnO Nanorods growth process has been studied as a semi-conductor, which is applied in Sol-Gel method photoelectrochemical solar cells. These Nano structures, by having a suitable slot band and receiving the sun light, cause the diffusion of water into its constituent elements, hydrogen and oxygen. The best achieved results from the growth of the Nanorods with FTO sublayer and deionized water solvent were 95°C growth temperature and 3 hours’ growth time that the length of the grown Nanorods were 1500 nanometer. And the ratio of length to width L/D resulted in 15 during 3 hours’ growth at the temperature 95°C. At the end, the photoelectrochemical experiments and the effect of nanorods length on water splitting process were scrutinized. And the best results of photoelectrochemical with the ratio of length to width L/D, with maximum 10 times and with maximum 1000 nanometer nanorods length were achieved, by putting to growth at the temperature of 95°C and the growth time for 2 hours. The results of photoelectrochemical tests shows that there is an optimum amount for the length of nanorods