سنتز و بررسی اثرات حجم محلول اولیه، نوع زیرلایه و لایه‌نشانی پالسی بر ویژگی‌های فیزیکی لایه‌های نازک دی‌اکسید تیتانیوم برای استفاده به‌عنوان فوتوآند

در این پژوهش، دی‌اکسید تیتانیوم (2tio) به‌عنوان اکسید فلزی نیمرسانای قابل کاربرد در فتوآندسلول‌های خورشیدی رنگدانه‌ای بررسی و سنتز شد. به‌این منظور، لایه های نازک 2tio با روش گرماکافت افشانه ای رشد داده شده و ویژگی‌های فیزیکی آن‌ها بررسی شدند. برای آماده‌سازی زیرلایه اکسید قلع آلاییده با فلئور (fto) به‌عنوان لایه رسانا ، لایه fto روی شیشه لایه‌نشانی شد. لایه fto سنتز شده با عبور بالای 90 درصد در ناحیه مرئی و مقاومت الکتریکی کم مناسب استفاده به‌عنوان الکترود شفاف است. سپس لایه‌های 2tio در دمای c° 150 بر دو زیرلایه شیشه و شیشه پوشش داده شده با fto نشانده شدند. محلول اولیه برای گرماکافت افشانه ای از ماده اصلی ایزوپروپوکساید تیتانیوم و حلال ایزوپروپانول ساخته شد. نمونه‌ها با دو روش افشاندن پالسی و غیرپالسی و در دو حجم محلول اولیه 200 و ml 350 تهیه شدند. نتایج نشان داد که افشاندن پالسی محلول باعث شکل گیری لایه‌های 2tio با ساختار بلوری با کیفیت‌تر می‌شود. الگوی پراش پرتوی ایکس xrd نشان‌دهنده تشکیل فاز آناتاز با قله ارجحی (101) بر زیرلایه fto است. نمونه 2tio لایه‌نشانی شده به‌روش پالسی بر روی fto در حجم محلول اولیه ml 200 از نظر ویژگی‌های فیزیکی مناسب ترین نمونه برای استفاده به‌عنوان فوتوآند شناسایی شد.      

synthesis and study of the effects of precursor solution volume, substrate type, and pulsed deposition on the physical properties of titanium dioxide thin films for using as a photoanode

in this research, titanium dioxide (tio2), as a metaloxide semiconductor that can be applied in dyesensitized solar cells as a photoanode, was studied and synthesized. for this reason, thin films of tio2 were grown using the spray pyrolysis method and their physical properties were studied. to prepare the fto substrate as the conductive layer, the fto layer was deposited on the glass substrate. the transmittance above 90% in the visible region and low electrical resistance allows the use of the synthesized fto as a transparent electrode. subsequently, tio2 films were coated using spray pyrolysis at the temperature of 150°c on top of both bare glass and fto coated glass substrates. the precursor solution for spray was made of ttip as the main material and isopropanol as solvent. samples were prepared by two methods of pulsed and nonpulsed spraying in two volumes of precursor solution of 200 and 350 ml. results showed that the pulsed deposited samples cause the formation of tio2 films with higher crystal quality. xrd pattern analysis revealed the formation of the anatase crystal phase with preferred growth along the (101) plane on the fto substrate. considering its physical characteristics, the tio2 sample deposited on fto in a precursor solution volume of 200 ml by the pulsed method was introduced as the most suitable sample for being used as a photoanode.