اغشية رقيقة من متراكبات نانوية لبولي فينيل الكحول / صبغة طبيعية للخلايا الشمسية nanocomposites thin film

الملخص

تلعب الخلايا الشمسية دورًا مهمًا في الطاقة المتجددة ، حيث إنها محور التركيز الرئيسي للباحثين في مجال الطاقة المستدامة. تهدف هذه الورقة إلى تصنيع مواد مركبة نانوية ، باستخدام بولي فينيل الكحول (PVA) مع مستخلص بيولوجي صديق للبيئة تم استخدامه لإعداد عينات من الأفلام الرقيقة. تم تحضير تركيز 0.1 غم / مل من محلول بولي فينيل الكحول في الماء لأربعة عينات، مع إضافة تركيزات مختلفة من الصبغة النباتية (15٪ و 25٪ و 50٪) إلى كل من المحاليل الأربعة بشكل منفصل. تم اختبار مناطق امتصاص الأشعة فوق البنفسجية بواسطة مطياف الأشعة فوق البنفسجية والمرئية المحوسبة (CECIL 2700) ، وتم اختبار الخصائص البصرية بما في ذلك (الامتصاصية، الانعكاس ، معامل الامتصاص ، فجوة الطاقة وثابت العزل). تم اجراء فحص طيف الأشعة تحت الحمراء (FTIR) لاختبار العينات. تم اختبار التحليل الحراري للأغشية الرقيقة، بما في ذلك نقطة الانصهار (Tm)، ودرجة البدء، ودرجة النهاية ، والبلورة٪ ، بواسطة المسعر التفاضلي الحراري (DSC) (Shimadzu-4). كما تم فحص مورفولوجيا السطح للأغشية الرقيقة بواسطة مجهر القوة  الذرية (AFM). تم اختبار زاوية التلامس أيضًا كمؤشر على قابلية تبلل السطح. أثبتت النتائج أن امتصاص الأشعة فوق البنفسجية و FTIR يزيد بعد إضافة الصبغة الطبيعية إلى غشاء البولي فينيل الكحول ، كما يفعل مع زيادة تركيز الصبغة الطبيعية. كشف تحليل DSC عن زيادة في درجة انصهار غشاء البولي فينيل الكحول عند إضافة تركيز بنسبة 15٪ ويتناقص بتركيز 50٪ من الصبغة. تظهر نتائج AFM زيادة في خشونة السطح ، وبالتالي فإن عامل التحمل السطحي  للأغشية الرقيقة  يتناسب عكسيا مع تركيز الصبغة. تقل زاوية التبلل من 46.5 درجة لاغشية PVA النقية إلى 44. 8 ° و 42. 6 ° و 35.2 ° بعد إضافة تركيز (15 و 25 و 50) ٪ من الصبغة الطبيعية على التوالي. تم تعزيز الخواص البصرية عن طريق إضافة الصبغة الطبيعية مثل فجوة الطاقة انخفضت من 3 الكترون فولت لغشاء  البولي فينيل الكحول الخالية من الأصباغ إلى 2.3 الكترون فولت  للـبولي فينيل الكحول  بعد إضافة صبغة عالية التركيز. يزداد ثابت العزل الكهربائي بزيادة تركيز الصبغة ، مما يؤدي إلى ارتفاع استقطاب الخلايا الشمسية.