بحثت كلية التربية للعلوم الصرفة في، قسم الفيزياء، رسالة ماجستير حول (دراسة تأثير نسبة الخلط (المانح/المستقبل) على أداء الطبقة الفعالة في الخلايا الشمسية العضوية)
هدفت الرسالة التي قدمتها الباحثة (نور الهدى حسين) إلى دراسة تأثير تغيير نسبة الخلط بين المادة المانحة P3HT والمادة المستقبلة ICxA على الخصائص البصرية والكهربائية للطبقة الفعالة المستخدمة في الخلايا الشمسية العضوية من نوع Bulk Heterojunction (BHJ)، بهدف تحديد النسبة المثلى التي تحقق أفضل أداء لهذه الخلايا.
وتضمنت الدراسة تحضير ست نسب خلط مختلفة لأغشية P3HT:ICxA، وهي: (1:0.5)، (1:0.8)، (1:1)، (1:1.2)، (1:1.5)، و(1:2). وتم تشخيص الأغشية الرقيقة باستخدام تقنيات AFM لدراسة مورفولوجيا السطح، وXRD لدراسة البنية البلورية، وUV-Vis لتحديد الخصائص البصرية، فضلاً عن دراسة الخصائص الكهربائية في حالتي الظلام والإضاءة، وكذلك تأثير درجة الحرارة.
وأظهرت النتائج أن جميع الأغشية تمتلك سطحًا متجانسًا وخشونة منخفضة تراوحت بين 2–4 نانومتر، كما أكدت القياسات البصرية أن العينة S4 ذات نسبة الخلط (1:1.2) حققت أعلى امتصاص بصري، في حين أشارت قيم معامل الامتصاص (α> 10⁴ cm⁻¹) إلى أن الانتقالات الإلكترونية في جميع العينات كانت انتقالات مباشرة.
كما بينت القياسات الكهربائية أن العينة S4 (1:1.2) حققت أفضل أداء تحت الإضاءة، إذ تفوقت بمقدار 2 و3 و1.8 و3.8 و2.9 مرة مقارنةً بالعينات S1 وS2 وS3 وS5 وS6 على التوالي. كذلك أظهرت القياسات الحرارية ضمن المدى 25–65 درجة مئوية تقاربًا بين منحنيات التسخين والتبريد، مما يشير إلى استقرار الطبقة الفعالة وقدرتها على الحفاظ على بنيتها المنظمة.
وأخيرًا، دعمت النمذجة البصرية باستخدام برنامج RefFIT وطريقة مصفوفة النقل (Transfer Matrix Method - TMM) النتائج التجريبية، إذ تنبأت بأعلى امتصاص داخلي وأعلى قيمة نظرية لكثافة تيار (Jsc) للعينة S4، مؤكدةً أن نسبة الخلط (1:1.2) تمثل النسبة المثلى بين المادة المانحة والمادة المستقبلة، ويمكن اعتمادها أساسًا لتطوير خلايا شمسية عضوية ذات أداء أعلى في المستقبل.
اهم الاخبار
الاكثر مشاهدة
