پديد آورنده :
صديقين، فاطمه
عنوان :
ساخت و مشخصه يابي نانو الياف مس به روش الكتروريسي پوسته-مغزي جهت توليد الكترود شفاف براي سلول هاي خورشيدي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
:نوزده،107ص: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
داريوش سمناني
استاد مشاور :
حسين توانايي
توصيفگر ها :
نانو الياف مس , الكترود رساناي شفاف , نانو الياف پوسته-مغزي , مس كلريد , پلي وينيل الكل
استاد داور :
عبدالكريم حسيني، افسانه ولي پوري
تاريخ ورود اطلاعات :
1399/10/15
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1399/10/22
چكيده فارسي :
چكيده ميزان مصرف انرژي در جهان به سرعت روبه افزايش بوده و به همين علت استفاده از منابع انرژي پايدار تجديد پذير و سبز از اهميت زيادي برخودار است يكي از مهمترين منابع انرژي پايدار انرژي خورشيدي است كه با استفاده از سلولهاي فتوولتائيك به منظور توليد برق به جلوگيري از آلودگي محيط زيست ناشي از سوختهاي فسيلي كمك مينمايد تا به امروز محققان در رشتههاي مختلف مرتبط با انرژي خورشيدي طرحهاي زيادي جهت ايجاد الكترود رساناي شفاف بهينه با كارايي باال به منظور استفاده در سلولهاي فتوولتائيك ارائه دادهاند اخيرا ساختارهاي بر پايهي شبكه نانوسيمها يا الياف مس جايگزين مناسب براي الكترودهايي مانند فيلمهاي بر پايهي ITO معرفي شدند اين ساختارهاي مشبك به دليل داشتن نسبت ابعادي باالي نانوسيمها خواص مطلوب الكتريكي نوري و مكانيكي از خود نشان داده و نسبت به ديگر ساختارها از صرفهي اقتصادي بيشتري برخودار هستند در ميان نانوسيمها مس به دليل قيمت كمتر نسبت به ديگر فلزاتي همچون نقره بسيار مورد توجه قرار گرفته است و بنابراين تحقيقات بر روي اصالح و بهبود خواص نانو سيمهاي مس CuNWs متمركز شدهاند تاكنون تحقيقات زيادي در زمينهي توليد نانوالياف مس CuNFs با روش الكتروريسي انجام گرفته است اما در اين پژوهش با توليد نانوالياف مس به صورت الكتروريسي پوسته مغزي نانوالياف بلوري صاف و يكنواختي توليد شدهاند كه از نظر ساختار و مورفولوژي نسبت به ساير نانوالياف نظير خود برتري دارند توليد الكترودهاي منعطف با شبكه نانوالياف مس طي سه مرحلهي كلي توليد نانوالياف اعمال فرآيندهاي حرارتي و انتقال به بستر منعطف انجام شده است بهصورتيكه در مرحلهي اول با استفاده از الكتروريسي پوسته مغزي از مسكلريد پليوينيلالكل به منظور دستيابي به خواص بهينهاي از نانوالياف با وجود ثابت نگه داشتن غلظت 01 محلول پليمري غلظتهاي مختلف از مسكلريد مورد آزمايش قرار گرفت به اين ترتيب مابين ساختار و خواص نانوالياف توليد شده با غلظتهاي مسكلريد 52 03 و 53 مقايسه به عمل آمد و گزارش گرديد همچنين براي ايجاد شبكههايي با شفافيت متفاوت در سه مدت زمان 6 8 و 01 ساعت تحت شرايط دما و رطوبت محيط با ولتاژ 81 كيلوولت و فاصله كاري 91 سانتيمتر الكتروريسي انجام شده است مرحلهي دوم و فرآيندهاي حرارتي در دماي 005 درجهسانتيگراد باعث ايجاد شبكه نانوالياف مس با اتصال بلورهاي مس حذف جز پليمري و ديگر ناخالصيها شده است در مرحلهي سوم بهمنظور ايجاد الكترود شامل شبكه نانوالياف مس انتقال شبكه به بستر منعطف با پليمر PMMA از دو روش غوطهوري و پوششدهي دوراني استفاده شده است ساختار شبكه با آزمونهاي XRD EDS TEM SEM و FTIR مشخصهيابي و خواص الكتريكي نوري و مكانيكي كليهي نمونهها با دستگاههاي پراب 4 نقطهاي اسپكتروفتومتر و زوئيك اندازهگيري شده اند در اين پژوهش با حفظ پيوستگي مابين بلورهاي مس در طول نانوالياف و ايجاد سطح يكنواخت و صاف نانوالياف كامال بلوري با نسبت ابعادي باال توليد شدهاند اين ساختار با كاهش در مقاومت تماسي مابين نانوالياف و درنتيجه كاهش مقاومت ورقهاي از رسانايي الكتريكي خوبي برخوردار است ميانگين مقاومت ورقهاي كليهي نمونههاي شبكه نانوالياف مس قبل از انتقال به بستر منعطف 03 85 اهمبراسكوار بوده و پس از انتقال 05 4 مگااهمبراسكوار در شفافيت ميانگين 27 85 در طول موج 055 نانومتر حاصل شده است پايداري مقاومت ورقهاي الكترودها در برابر تنش كششي نيز ارزيابي شده است شبكه نانوالياف مس در غلظت 03 نسبت به دو غلظت ديگر نتايج مطلوبتري را نشان داده است همچنين با افزايش غلظت محلول مسكلريد قطر نانوالياف افزايش يافته و به دليل افزايش جريان يافتن الكترونها در سطح مقطع نانوالياف با كاهش مقاومت ورقهاي روبرو شده است همچنين افزايش مدت زمان الكتروريسي نيز به دليل ايجاد مسيرهاي رساناي بيشتر موجب كاهش مقاومت ورقهاي و همچنين كاهش شفافيت نمونهها شده است در كليهي الكترودهاي تهيه شده افزايش ولتاژ عبور داده شده سبب افزايش جريان الكتريكي ميشود براي تشخيص الكترود بهينه نمونهها توسط تصوير شايستگي مورد بررسي قرار گرفتهاند كلمات كليدي نانواليافمس CuNFs الكترود رساناي شفاف TCE نانوالياف پوسته مغزي مسكلريد پليوينيلالكل
چكيده انگليسي :
Isfahan University of Technology Department of Textile Engineering Manufacturing and Characterizing the Copper Nanofibers by core shell electrospinning Method for Using in Transparent electrode for Solar Cells Fateme Seddighin Department of Textile Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language PersianSupervisors Prof Dariush SemnaniAbstractBecause of the dramatic increase in the all kinds of energy consumption globally the use ofsustainable renewable and green energy sources are gaining more attention in the last couple ofdecades Solar energy as one of the most important sources of sustainable energy can be used togenerate electricity through photovoltaic cells in order to prevent environmental pollutions such asfossil fuels To date researchers in various fields related to solar energy have developed manyprojects for high performance TCE with optimum transmittance and conductivity to use inphotovoltaic cells Recently MNWN or MNFN based structures were introduced as superioralternatives to electrodes such as ITO films These lattice structures demonstrate favorable electrical optical and mechanical properties due to their high aspect ratios of NWs and are economically moreefficient compared to other structures Modification in properties of CuNWs attracted a considerableattention among other NWs such as silver due to the low price and high conductivity So far manyresearches are conducted on the fabricated of CuNFs by electrospinning In this study by producingCuNFs as core shell electrospinning smooth and uniform crystalline nanofibers are produced thatcompete with other nanofibers in point of structure and morphology The production of flexibleCuNFs electrodes is performed in a three stage process of a nanofibers production b calcinate and c transfer to a flexible substrate In the first stage different concentrations of Cucl2 are testedthrough core shell electrospinning of Cucl2 and polyvinyl alcohol to achieve optimum properties ofnanofibers despite keeping constant the concentrations of 10 of w v polymer solution In thisprocess we compared the structure and the properties of produced nanofibers with CuCl2concentrations of 25 30 and 35 Also under ambient temperature and humidity conditions with a voltage of 18 kV and a working distance of 19 cm in the periods of 6 8 and 10 hours electrospinning is performed to create networks with different transparency In the second stage thermal processes at 500 C resulted in the formation of CuNWN by welding copper crystals removing the polymer component and other impurities The structure of the network has been
استاد راهنما :
داريوش سمناني
استاد مشاور :
حسين توانايي
استاد داور :
عبدالكريم حسيني، افسانه ولي پوري
