فهرست مطالب علی مشرقی
-
مقدمه
خطوط رسانای نقره کاربرد وسیعی در الکترونیک و اپتوالکترونیک دارند. روش های مختلفی برای لایه نشانی خطوط رسانای نقره گزارش شده است. در این مقاله، به لایه نشانی خطوط رسانای نقره به روش پاشیدن جوهر نقره پرداخته شده است. ابتدا جوهر نقره به روش لویس-واکر سنتز و سپس به منظور حصول قابلیت پاشش، با اتانول رقیق گردید. از آنجایی که در حین پاشش دمای زیر لایه بالاست، هر دو مرحله لایه نشانی و آنیل یکجا انجام شد.
روشبرای سنتز جوهر نقره از استات نقره به عنوان منبع نقره، از هیدروکسید آمونیوم به عنوان عامل پایدار کننده و از فرمیک اسید به عنوان عامل کاهنده استفاده شد. در آخر جوهر حاصل با اتانول رقیق شد، که قابلیت پاشش بر روی زیرلایه را داشته باشد. پاشیدن جوهر بر روی زیرلایه با استفاده از قلم رنگ پاش و دمش گاز نیتروژن انجام شد. در حین پاشش زیر لایه در دمای بالا بود که همزمان فرآیند آنیل هم انجام شود.
یافته هاپارامتر های مختلف فرآیند مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا نسبت بهینه جوهر به اتانول برابر با 1 به 10 تعیین گردید. مشاهده شد که 60 بار سیکل 3 ثانیه پاشش و 5 ثانیه توقف، لایه نقره با ضخامت 3 μm حاصل می کند. با بررسی تاثیر دمای زیرلایه در حین پاشش، دمای بهینه180 C بدست آمد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که پوشش حاصل در دمای 40 C گسسته و جزیره ای است، پوشش حاصل در دمای 280 C گسسته و ورقه ورقه ای بوده، اما پوشش حاصل در دمای 180 C پیوسته می باشد. نتایج پراش پرتو ایکس نیز نشان داد که پوشش لایه نشانی شده در دمای 40 C حاوی مخلوطی از فازهای نقره و استات نقره است، اما پوشش اعمال شده در دماهای 180 C و 280 C تنها حاوی فاز نقره است.
نتیجه گیرینشان داده شد که با پاشیدن جوهر رقیق شده نقره بر روی زیر لایه می توان لایه نقره مناسب ایجاد کرد. در نهایت مقاومت ویژه لایه نقره اعمال شده تحت شرایط بهینه برابر باΩm 1.4 × 10-7بدست آمد.
کلید واژگان: لایه رسانای نقره, پوشش دهی پاششی, مقاومت الکتریکی}IntroductionSilver conductive lines are used extensively in electronics and optoelectronics. These lines are deposited by different methods. In this work, silver lines were deposited by spraying diluted silver ink. Silver ink was synthesized by Lewis-Walker method. Then, it was diluted by ethanol for spray deposition. Since substrate is at high temperature, both the deposition and annealing are performed at one step.
MethodsFor synthesis, silver acetate, ammonium hydroxide and formic acid were used as silver source, stabilizing agent and reducing agent, respectively. Finally, the obtained ink was diluted by ethanol. Spray deposition was done with nitrogen using air brush.
FindingsDifferent parameters were investigated. First, ink to ethanol volume ratio of 1 to 10 was determined as optimized value. It was observed that 60 cycles of spraying gives layer thickness of 3 μm. Substrate temperature of 180˚C was determined as optimized value. Scanning electron microscopic (SEM) image showed that deposition at 40˚C led to discontinuous layer with island-like microstructure and deposition at 280˚C led to porous plate-like microstructure. But deposition at 180˚C led to continuous layer. X-ray diffraction patterns showed that silver layers deposited at 40˚C have a mixture of silver acetate and elemental silver phases, but layers deposited at 180 ˚C and 280 ˚C have pure elemental silver phase.
ConclusionIt was observed that low resistance silver layer can be obtained by spray deposition of diluted silver ink. The silver layer deposited at optimized condition showed resistivity of 1.4 × 10-7 Ωm.
Keywords: Silver Conductive Line, Spray Deposition, Electrical Resistance} -
مقدمه
چاپ جوهر رسانا یکی از روش های ایجاد خطوط رسانای نقره در ادوات الکترونیکی است. در این پژوهش، جوهر رسانای نقره با گرانروی مناسب سنتز شد. سپس جوهر سنتز شده به روش چاپ مستقیم جوهر روی الکترودهای سلول خورشیدی حساس شده با رنگینه اعمال و نقش آن در افزایش بازده سلول بررسی گردید.
روشجوهر نقره به روش لویس-واکر سنتز شد. ابتدا استات نقره در آمونیوم هیدروکساید حل و سپس فرمیک اسید به عنوان عامل احیا کننده به صورت قطره قطره به آن اضافه شد. برای افزایش گرانروی جوهر، هیدروکسی اتیل سلولوز به آن افزوده شد. دستگاه چاپ جوهر در آزمایشگاه ساخته و پارامترهای مختلف فرآیند چاپ مستقیم جوهر مورد بررسی قرار گرفت. سلول خورشیدی حساس شده با رنگینه از اتصال الکترود فوتوآند و الکترود مقابل و تزریق الکترولیت به فضای بین آن دو ساخته شد. فوتوآند از لایه متخلخل حساس شده با رنگینه N719 روی FTO و الکترود مقابل از لایه پلاتین روی FTO تشکیل شده است. در آخر خطوط رسانای نقره روی دو الکترود اعمال شد و پارامتر های فوتوولتاییک آن تحت نور خورشید شبیه سازی شده با شدت 100 وات بر سانتیمتر مربع اندازه گیری شد.
یافته هااز بین غلظت های مختلف هیدروکسی اتیل سلولوز، غلظت جرمی 3/2% بهترین نتیجه را حاصل کرد. فاصله بین نوک نازل از زیرلایه، کمتر از یک مقدار بحرانی، تاثیری بر خط نقره اعمال شده نداشت اما بیشتر از آن خطوط حاصل ناپیوسته شد. با افزایش نرخ تزریق جوهر، این فاصله بحرانی افزایش یافت. افزایش نرخ تزریق جوهر منجر به افزایش ضخامت و عرض لایه اعمال شده گردید. دمای 360 درجه سانتیگراد به عنوان کمترین دمای تفجوشی که منجر به مقاومت الکتریکی نزدیک به صفر می شود اندازه گیری شد. مشاهدات نشان داد که اعمال خطوط نقره ساخته شده در این پژوهش بر سلول های خورشیدی حساس شده با رنگینه سبب افزایش بازده آنها از 5/1% به 8/2% می شود.
نتیجه گیریجوهر نقره با موفقیت سنتز شد و پارامترهای بهینه فرآیند اعمال آن بر زیرلایه بدست آمد. از جوهر سنتز شده برای ساخت خطوط رسانای سلول خورشیدی حساس شده با رنگینه استفاده شد و افزایش بازده مشاهده گردید.
کلید واژگان: سلول خورشیدی, جوهر رسانای نقره, چاپ مستقیم جوهر, خطوط جمع کننده جریان, گرانروی}IntroductionConductive gridline is essential part of electronic devices. Direct ink writing is fast and simple method for gridline deposition. In this work, silver ink suitable for direct ink writing was synthesized. Thereafter, the effect of writing process parameters was investigated. Then, silver conductive lines were deposited on electrodes of the dye sensitized solar cell (DSSC) by direct ink writing and its role in increasing the efficiency of DSSC was investigated.
MethodsSilver ink was synthesized according to Lewis-Walker method. Silver acetate was dissolved in ammonium hydroxide and formic acid was added as reducing agent. The viscosity of ink was tuned by adding hydroxyethyl cellulose (HEC). Direct ink writing apparatus was built in our lab. Different ink writing process parameters were investigated. Photoanode and counter electrode of DSSC were fabricated on FTO substrates. Photoanode composed of N719 dye sensitized TiO2 nanoparticles and counter electrode consisted of platinum thin film. The distance between electrodes was filled by electrolyte. Finally, silver lines were written on electrodes of DSSC to obtain conductive gridlines.
Findings2.3 wt% HEC gave the best result. It was found that nozzle-substrate distance has no influence on shape and electrical resistance. However, at higher distances printed lines became disconnected. Width and thickness of silver gridline increased with injection rate and value of 0.48 ml/min was optimum value. Sintering at 360 ˚C was proposed for following steps. By applying silver gridlines on DSSC, fill factor and power conversion efficiency (η) increased significantly. η increased from 1.5% to 2.8%.
Keywords: Solar Cell, Conductive silver ink, Direct ink writing, Current collecting lines, Viscosity} -
مقدمه
یکی از موفق ترین روش های سنتز نانوسیم های نقره روشی موسوم به روش پلی ال است. اخیرا روش پلی ال موفق ترین روش برای تولید نانوسیم های نقره در مقیاس بزرگ و با کیفیت بالا شناخته شده است. در این پژوهش نانوسیم های نقره با استفاده از روش پلی ال سنتز شد مطالعات نشان داده است که پارامتر های سنتز تاثیرزیادی بر مورفولوژی نانوسیم های نقره به روش پلی ال دارد.
روشدر اینجا، یک مطالعه پارامتری دقیق به منظور بررسی تاثیر درجه حرارت، نرخ تزریق محلول نیترات نقره و محلول PVP ، نرخ همزدن محلول و مقدار کلرید مس تزریق شده بر روی مورفولوژی نهایی نانوسیم های نقره سنتز شده انجام شد. از روش پراش پرتوی ایکس برای تعیین ساختار کریستالی و خلوص فاز نانوسیم های نقره سنتز شده استفاده شد. مورفولوژی نانوسیم های نقره با استفاده از تصاویر میکروسکوپی حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی اثر میدانی بررسی شد. مقاومت الکتریکی صفحه ای و شفافیت نور مریی نانوسیم های نقره سنتز شده به ترتیب با استفاده از آزمون پروپ چهار نقطه ای و UV-Vis اسپکتروفتومتری اندازه گیری شد.
یافته هابا توجه به نتایج بدست آمده درجه حرارت 158 درجه سانتی گراد، نرخ تزریق 55/0 سی سی بر دقیقه، نرخ همزدن 300 دور در دقیقه و 08/0 سی سی مقدار محلول کلرید مس تزریق شده به عنوان شرایط بهینه سنتز نانوسیم های نقره انتخاب شد. با این شرایط، نانوسیم های یکنواخت با قطر 100 نانومتر، با ضریب رعنایی (نسبت طول به قطر نانوسیم) بالا و بدون نانوذرات بدست آمد. پوشش بهینه نانوسیم های نقره روی لام شفافیت حدود 60 درصد و مقاومت الکتریکی صفحه ای 28 اهم از خود نشان داد.
نتیجه گیریدر این مقاله نانوسیم های نقره به روش پلی ال سنتز شد. با توجه به بررسی های انجام شده نشان داده شد که درجه حرارت، نرخ تزریق محلول، نرخ همزدن محلول و مقدار محلول CuCl2 تزریق شده همگی پارامترهای مهم و تاثیرگذار در سنتز نانوسیم های نقره به روش پلی ال می باشند.
کلید واژگان: نانوسیم های نقره, سنتز شیمیایی, پلی ال, شفافیت نور مرئی, مقاومت الکتریکی صفحه ای}IntroductionSilver nanowires are 1D nanostructures, with diameter of 10 – 200 nm and length of 5-100 μm. Recently, polyol method has been known as a successful method for synthesis of silver nanowires. In the present work, silver nanowires were synthesized using Polyol method. A precise parametric study was performed to determine the effect of temperature, the injection rate of silver nitrate solution and PVP solution, stirring rate of solution and amount of copper chloride on the final morphology of synthesized silver nanowires.
MethodsX-ray diffraction method was used to determine the crystal structure and phase purity of synthesized silver nanowire. The morphology and size of silver nanowires were obtained by Field-Emission Scanning Electron Microscope. Electrical sheet resistance and visible light transparency of synthesized silver nanowires were measured by four-point probe test and UV-V spectrophotometer, respectively.
FindingsAccording to the obtained results, the temperature of 158 ° C, the injection rate of 0.55 cc/min, the stirring rate of 300 rpm and the copper chloride solution of 0.08 cc were determined as the optimal conditions for synthesis of silver nanowire. The optimized Ag nanowire coating showed 60% light transmittance and sheet resistance of 28 Ω/sq.
Keywords: Silver nanowires, Chemical synthesis, Polyol, Transparency, Sheet resistance} -
فوتوآند نیمه هادی حساس شده با رنگینه، نقش مهمی در تبدیل فوتون ها به انرژی الکتریکی ایفا می کند. به منظور رسیدن به سلول هایی با بازده ی بالا، تهیه الکترود با مساحت سطحی بالا که به جذب رنگینه کافی منتهی شود، الزامی است. یک روش موثر برای کنترل تخلخل، مساحت سطحی و چگالی فیلم، روش رسوب دهی الکتروفورتیک ناوذرات اکسید تیتانیوم است. در این مقاله از روش رسوب دهی الکتروفورتیک برای ایجاد لایه متخلخل اکسید تیتانیوم بر روی شیشه شفاف رسانا، به عنوان فوتوآند سلول خورشیدی حساس شده با رنگینه استفاده شد. ابتدا تاثیر شیمی محلول بر ایجاد و پایداری سوسپانسیون نانوذرات اکسید تیتانیوم و امکان ایجاد پوشش مورد بررسی قرار گرفت. محلول با کارآیی بالا انتخاب شد و پس از آن تاثیر پارامتر های فرآیند الکتروفورتیک مانند ولتاژ و زمان رسوبدهی و نیز غلظت ید و آب در سوسپانسیون نانوذرات بر پوشش ایجاد شده مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت از پوشش نانومتخلخل بدست آمده به عنوان فوتوآند سلول خورشیدی حساس شده با رنگینه استفاده شد و کارآیی آن مورد بررسی قرار گرفت. منحنی ولتاژ- جریان سلول خورشیدی حاصل تحت تابش نور لامپ زنون اندازه گیری و محاسبه گردید. سلول ساخته شده با فتوآندی که تحت ولتاژ 30 ولت و به مدت 8 دقیقه الکتروفورتیک گردید، بهترین عملکرد را از خود نشان داد. ضخامت لایه نانومتخلخل TiO2 این فتوآند 13 میکرومتر بود. چگالی جریان مدار کوتاه، ولتاژ مدار باز و بازده این سلول به ترتیب 93/0 میلی آمپر بر سانتی متر مربع، 455 میلی ولت و 18/0% برای این سلول مشاهده گردید.کلید واژگان: رسوب دهی الکتروفورتیک, نانوذرات اکسید تیتانیوم, سلول خورشیدی حساس شده با رنگینه, فوتوآند}Semiconducting photoanode plays an important role in converting photon to electron in dye sensitized solar cells. In the present work, electrophoretic deposition parameters for fabricating photoanode of dye sensitized solar cell were investigated. The effect of solution chemistry on stability of TiO2 nanoparticle suspension and film formation ability was studied. The suspension with the best performance was selected. Then, the effect of iodine and water concentration and also the effect of deposition time and voltage on electrophoretic deposition of TiO2 coating were investigated. Finally, the electrophoretic deposited coating was used as photoanode of dye sensitized solar cell and its photovoltaic performance was evaluated. Current- voltage curve was measured and recorded by the xenon lamp. Dye sensitized solar cell with photoanode of 13 µm thickness with voltage and time of electrophoretic deposition of, respectively, 30 V and 8 minute, showed the short-circuit current of 0.93 mA/cm2, open-circuit voltage of 455 mV and energy conversion efficiency of 0.18%.Keywords: Electrophoretic deposition, TiO2 nanoparticles, Dye sensitized solar cells, Photoanode}
-
نانوذرات، یکی از عناصر اصلی در فناوری نانو محسوب می شوند. به دلیل نسبت بالای سطح به حجم نانوذرات، خواص و پارامترهای نانوذرات تفاوت قابل ملاحظه ای با نمونه حجیم از خود نشان می دهند. یکی از این پارامترها، حجم نانوذرات است. در این پژوهش، تاثیر لایه آمورف سطحی بر پارامتر حجم در واحد اتم (Ω) نانوذرات TiO2 به روش دینامیک مولکولی مورد بررسی قرار گرفت. این پژوهش روی دو نوع حالت بلوری اکسید تیتانیوم، روتایل و آناتاز صورت گرفت. یک روش جدید برای تعیین تغییرات Ω در راستای شعاعی نانوذره پیشنهاد گردید. مشاهده شد که در ناحیه درونی نانو ذره که بلوری است مقدار Ω مستقل از فاصله شعاعی بوده و برابر با مقدار Ω برای اکسید تیتانیوم حجیم می باشد. با این حال، در لایه آمورف سطحی تغییرات شعاعی Ω مشاهده گردید و میانگین پارامتر Ω در لایه سطحی بزرگ تر از ناحیه درونی بود. علاوه بر این، مشاهده گردید که میانگین حجم به ازای اتم نانوذرات TiO2 (aveΩ (بزرگ تر از مقدار فاز با ابعاد حجیم می باشد. به منظور بررسی دقیق تر، تغییرات شعاعی عدد همسایگی یون های تیتانیوم محاسبه شد. نتیجه گیری گردید که عدد همسایگی کم تر یون های تیتانیوم در لایه آمورف سطحی عامل اصلی مقدار بیش تر میانگین حجم به ازای اتم نانوذرات TiO2می باشد.کلید واژگان: حجم به ازای اتم, شبیه سازی دینامیک مولکولی, نانوذرات اکسید تیتانیوم}Nanoparticles are considered as one of the most important building blocks of nanotechnology. Due to the high surface to bulk ratio of nanoparticles, most of their properties and parameters differ significantly from their bulk counter parts. One of these parameters is volume of nanoparticle. In the present work, molecular dynamics (MD) simulation was used to explore the effect of amorphous surface layer on volume-per-atom (Ω) of TiO2 nanoparticles. Two most common phases of TiO2, rutile and anatase, were investigated. A novel method was proposed for studying the radial variation of Ω from the center to the surface of nanopaticles. It was found that for atoms located in the crystalline core of TiO2 nanoparticles, the value of Ω is radial independent and is the same as that of bulk TiO2. However, in the amorphous surface layer, Ω showed radial variation, with its average value larger than that of crystalline core. Moreover, it was observed that the average volume-per-atom (Ωave) of TiO2 nanoparticles is larger that that of bulk TiO2. For a more detailed examination, the radial variation of coordination number (CN) of titanium ion, from the center to the surface of nanoparticle, was calculated. It was concluded that the lower CN of titanium ions located in the amorphous surface layer, than that of conventional value, i.e. 6, is responsible for larger Ωave of TiO2 nanoparticles.Keywords: TiO2 nanoparticle, Molecular dynamics simulation, Volume, per, atom}
-
طول و زوایای پیوندی نانولوله های آرمچیر به روش دینامیک مولکولی و منحنی های انرژی پتانسیل
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.