TiO2/ergo nanokompozitlerinin elektrokimyasal sentezi ve CdS kuantum parçacıkları ile dekorasyonunun fotovoltaik özelliklerine etkisi
Electrochemical synthesis of TiO2/ergo nanocomposites and the effect of decoration with CdS quantum dots on the photovoltaic properties
- Tez No: 533954
- Danışmanlar: PROF. DR. ÜMİT DEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Mühendislik Bilimleri, Chemistry, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Nanomalzeme Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 140
Özet
Üstün optoelektronik özelliklerinden dolayı son yıllarda kapsamlı bir şekilde araştırılmakta olan TiO2 malzemesinin, fotovoltaik etkilerinin arttırılması amacı ile TiO2/ERGO ve TiO2/ERGO/CdS nanokompozitleri sentezlendi. TiO2/ERGO nanoyapıları FTO kaplı cam yüzeyinde aynı çözeltiden ve sabit tek potansiyelde elektrokimyasal yöntemle biriktirildi. Titanyum kaynağı olarak TiOSO4 tuzu içeren çözelti kullanıldı ve GO karışımıyla birlikte -1400 mV'ta 1 saatlik depozisyon sonrasında ara tür olan TiO(OH)2/ERGO formu elde edildi. TiO(OH)2 formu 600°C'de 4 saat tavlanarak TiO2 anataz kristal yapısına dönüştürüldü. Kompozit malzemenin yapısal, morfolojik, optiksel ve fotoelektrokimyasal karakterizasyonu yapılarak elektrokimyasal teknik ile başarılı bir şekilde sentezlenebildiği kanıtlandı. Yapay güneş ışığı altında yapılan fotoakım yoğunluğu ölçümleri, kompozit malzemenin sadece TiO2'e oranla daha fotoaktif olduğunu ve güneş pillerinde fotoanot olarak kullanılabileceğini gösterdi. Kompozitin fotovoltaik etkilerinin geliştirilebilmesi için ile yüzeyi CdS kuantum parçacıkları ile dekore edildi. Dekorasyon işleminde ko-depozisyon, SILAR ve elektrokimyasal tabaka depozisyonu yöntemleri kullanıldı. Yapılan fotoakım yoğunluğu ölçümleri ile en iyi yöntem ve bu yönteme ait optimum şartlar belirlendi. CdS dekore edilen FTO/TiO2/ERGO elektrotları XRD, XPS, EDS, EIS, SEM, UV-VIS teknikleriyle karakterize edildi ve FTO/TiO2/ERGO/CdS nanokompozit yapısının başarılı bir şekilde sentezlenebileceği görüldü. TiO2/ERGO nanokompozitlerinin yapılan elektrokimyasal fotoakım ölçümleriyle CdS dekorasyonu sonrasında fotoakım yoğunluğunda dikkati çeker bir artış tespit edildi. Son aşamada FTO/TiO2/ERGO/CdS elektrotların QDSSC'lerde kullanabilecek şekilde Na2S + Na2SO3 elektrolitinde fotokorozyona uğramadığı ve fotokatalitik özelliklerinin iyileştirildiği belirlendi.
Özet (Çeviri)
In order to increase the photovoltaic effects of TiO2 material, which has been investigated extensively in recent years due to its superior optoelectronic properties, TiO2/ERGO and TiO2/ERGO/CdS nanocomposites were synthesized. TiO2 / ERGO nanostructures were deposited on the FTO coated glass surface from same solution and constant single potential by electrochemical method. The TiOSO4 salt-containing solution as the titanium source was used with the GO mixture and TiO(OH)2/ERGO, which is the intermediate form, was obtained after 1 hour deposition at -1400 mV. TiO(OH)2/ERGO form was converted to TiO2 anatase crystal structure by annealing at 600°C for 4 hours. The structural, morphological, optical and photoelectrochemical characterization of the composite material has been proven to be successfully synthesized by the electrochemical technique. Photocurrent density measurements under artificial sunlight showed that the composite material was more photoactive than TiO2 and can be used as a photoanode in solar cells. The surface was decorated with CdS quantum dots in order to improve the photovoltaic effects of the composite. Co-deposition, SILAR and electrochemical layer deposition methods were used for the decoration process. The best method and the optimum conditions for this method were determined with photocurrent density measurements. CdS decorated FTO/TiO2/ERGO electrodes were characterized by XRD, XPS, EDS, EIS, SEM, UV-VIS techniques and it was seen that FTO/TiO2/ERGO/CdS nanocomposite structure could be successfully synthesized. TiO2/ERGO nanocomposites were determined by electrochemical photocurrent measurements and CdS decoration showed a remarkable increase in photocurrent density. In the final stage, it was determined that FTO/TiO2/ERGO/CdS electrodes were not photocorroded in Na2S + Na2SO3 electrolyte and their photocatalytic properties were improved which can be used in QDSSC's.
Benzer Tezler
- TiO2/ERGO nanokompozitlerin elektrokimyasal sentezi ve Mg2+ ile modifikasyonu, fotoelektrokimyasal h2 üretimi ve metilen mavisi gideriminde kullanılması
Electrochemical synthesis of TiO2/ERGO nanocomposites and modification with Mg2+, photoelectrochemical h2 production and use in methylene blue degradation
EKİN AKYÜREK
- Elektrokimyasal yöntemle indirgenmiş grafen oksit/titanyum dioksit yüzeyinin alüminyum ile doplanması, kapasitif ve fotokatalitik özelliklerinin incelenmesi
Doping of electrochemically reduced graphene oxide/titanium dioxide surface with aluminum and investigation of its capacitive and photocatalytic properties
EBRU TURGUT HİM
- TiO2/ERGO/ITO nanokompozit elektrotların elektrokimyasal olarak hazırlanması ve karakterizasyonu
Electrochemical synthesis and characterization of TiO2/ERGO/ITO nanocomposite electrodes
ELİF TEMUR
- TiO2/ERGO nanokompozit elektrotların CdTe, PbTe, Bi2Te3, CdTe/PbTe, CdTe/Bi2Te3 ve PbTe/Bi2Te3 kuantum parçacıklar ile dekore edilmesi, karakterizasyonu ve QDSSCs'lerde uygulamaları
Decoration of TiO2/ERGO nanocomposite electrodes with CdTe, PbTe, Bi2Te3, CdTe/PbTe, CdTe/Bi2Te3 and PbTe/Bi2Te3 quantum dots, characterization and applications in QDSSCs
ELİF TEMUR
- Elektrokimyasal olarak indirgenmiş grafen oksit (ERGO)-TiO2 nanokompozit elektrotların hazırlanması ve boya duyarlı güneş pillerinde (DSSC'lerde) fotoanot olarak kullanılması
Fabrication of electrochemically reduced graphene oxide (ERGO)-TiO2 nanocomposite electrodes for dye sensitized solar cells (DSSC) as photoanode
ZEYNEP SELİN BAŞARAN
