تاثير زمان كلسينه شدن در مورفولوژي و بازده لايه هاي BiVO4 براي استفاده در تجزيه ي آب توسط نور خورشيد

The effect of calcination time on the morphology and efficiency of BiVO4 films in order to use as solar decomposition of water

با رشد علم و صنعت مي‌توان پيش‌بيني كرد كه هيدروژن سوخت آينده‌ي جوامع بشري خواهد بود. تبديل مستقيم انرژي خورشيد به سوخت، اخيراً به عنوان يك زمينه‌ي بسيار جذاب در علوم مطرح گرديده است. در اين كار تجربي، لايه‌ي نازك اكسيد فلزي بيسموت وانادات كه مي‌تواند در نقش فوتو آند به‌كار رود، به روش اسپري پيروليز روي بسترهاي اينديم تيتانيوم اكسايد لايه‌نشاني شد. براي اصلاح اين كاتاليزگر نوري، اكسيد كبالت به‌عنوان كمك‌كاتاليزور با روش پوشش‌دهي دوراني روي لايه‌ها بارگذاري گرديد. براي بررسي تأثير مدت زمان تكليس كردن لايه‌ي نازك بيسموت وانادات در فوتوجريان، پنج نمونه به ترتيب از 1 ساعت تا 5 ساعت در 400 درجه سانتيگراد تكليس شدند. نتايج نشان داد كه با افزايش مدت زمان تكليس از 2 ساعت الي 5 ساعت، فوتو جريان نيز افزايش مي‌يابد. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي به وضوح نشان مي-دهند كه با افزايش زمان تكليس، نانوذرات منفرد بهم پيوسته‌تر گرديده‌اند. طيف پراش پرتو X براي نمونه‌ها، با زمان تكليس تغييرات خاصي را در ساختار بلوري نشان نمي‌دهد. همچنين نمودار طيف جذبي نمونه‌ها يك افزايش در جذب فوتون فرودي با بالا رفتن مدت زمان تكليس نمونه‌ها را ابراز داشت كه به اندازه دانه‌بندي نمونه‌هاي مختلف بيسموت وانادات مربوط است.

With the growth of science and technology and according to the vision of human knowledge, it is predictable that hydrogen will be the future fuel of human society. Chemical decomposition of water for fuel production through direct conversion of solar energy has been proposed as an interesting topic in science. In this experimental work, BiVO4 films as a photoanode were prepared by spray pyrolysis deposition method. Cobalt oxide was used as a cocatalyst and deposited on BiVO4 films by spin coating method. Five samples were calcined at 400oC for 1-5 hours to study the effect of calcination time on the morphology of BiVO4 films. Results showed that by increasing calcination time, the photo-current rises. This is because that by increasing calcination time, atoms were able to move into low energy sites at the surface and so separated individual nanoparticles could attach together to make better connectivity to the substrate. The XRD patterns also showed that there are no critical changes in the microstructure of the layers. The UV-VIS spectrum of samples shows an increase in photo absorption which is related to the variation in grain size of BiVO4 films.