اثر زمان و افزودنی کبالت بر مشخصات فازی، ریزساختار و خواص نوری نانوذرات کالکوپیرید CuInS۲ سنتز شده به روش هیدروترمال

در این پژوهش، با استفاده از کلرید مس، کلرید ایندیوم، تیواوره (منبع سولفور) و آب دیونیزه به عنوان حلال، با روش هیدروترمال در دمای ۱۸۰ درجه سانتی گراد و در مدت زمان های ۴، ۶، ۸، ۱۲، ۱۴، ۱۶، ۱۸ و ۲۰  ساعت ، ترکیب سه تایی CuInS۲ با استوکیومتری (۱:۱:۲) سنتز شد و در مرحله بعد، این ترکیب به همراه افزودنی کبالت  نیز، در زمان ۲۰ ساعت با استوکیومتری CuIn۱-xCoxS۲ با مقادیر (۱/۰=X و۲/۰=X ) سنتز شد و تغییرات فازی، ریزساختاری و نوری آن ها نیز مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از روش های پراش اشعه ایکس(XRD)، میکروسکوپ الکترون روبشی گسیل میدان (FESEM) و میزان بازتاب پخشی (DRS) برای خواص فازی، ریزساختاری و نوری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان می دهند نانوذرات تک فاز CIS سنتز شده در زمان های ۱۶، ۱۸ و ۲۰ ساعت به ترتیب دارای اندازه بلورک  nm ۲۶، ۲۹ و ۳۲ هستند.  به کمک اطلاعات پراش صفحات(۱۱۲)،  (۲۲۰) و (۳۱۲) برای نمونه سنتز شده در مدت ۲۰ ساعت، مقدار پارامتر شبکه a برابر با  ۵۲/۵ آنگستروم و c برابر با ۱۱/۱۱ آنگستروم است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدان برای نانوذرات سنتز شده برای نمونه ی ۱۸ ساعت به صورت چندوجهی های نامنظم و برای نمونه ۲۰ ساعت به صورت پولکی شکل و با ابعاد نانو در یک جهت هستند. میزان شکاف انرژی برای نمونه تک فاز سنتز شده در زمان ۲۰ ساعت، eV  ۵۴/۱ (الکترون ولت) است. میزان شکاف انرژی برای نمونه ی( ۱-Co) (CuIn۱-xCoxS۲) با مقادیر (۱/۰=X) نیز ۹۲/۱ الکترون ولت، محاسبه شد.

Keywords:

CuInS۲ , solar cell , chalcopyrite , Cobalt dopant , hydrothermal , time , microstructure. , CuInS۲ , سلول خورشیدی , کالکوپیرید , دوپانت کبالت , هیدروترمال , زمان , ریزساختار