دراسة الخواص البصرية والكهربائية لبوليمرPoly (3 - Hioxy Thiophene, 2 - 5 dily) (P3HT) وتاثير اضافة صبغة Orang G على تلك الخواص مع تطبيقه في صناعة الخلايا الشمسية == Study of the optical and electrical properties of Poly (3 - Hioxy Thiophene, 2 - 5 dily) (P3HT) and the effect of Orang G on the properties and it's application in Fabrication of solar cells
Author name:
فاطمة حميد مالك التميمي
Supervisor name:
وليد علي حسين
General topic:
Physics
Specific topic:
Solar Energy Physics
Degree:
Master
University:
University Of Basrah - College Of Education For Pure Sciences
Language:
Arabic
University location:
Basrah
First pages:
26T1687 - p.pdf
Abstract:
تم في هذه الدراسة تحضير اغشية رقيقة من بوليمر P3HT غير المشوب والمشوب بصبغة Orang G وبنسب تشويب Vol(1%,3%,4%,5%,7%,10% ) وبوليمر PEDOT : PSS غير المشوب وقد حضرت الاغشية بطريقة طلاء البرم .Spin Coating شخصت الاغشية البوليميرية المحضرة بواسطة الاشعة السينية X - Ray والاشعة تحت الحمراء FT - IR . اظهرت نتائج فحص الاشعة السينية X - Ray ان النماذج المحضرة لبوليمر P3HT غير المشوب والمشوب، اذ تكون اغشية البوليمر P3HT غير المشوب ذات تركيب عشوائي ونتيجة التشويب بدات النماذج المحضرة تكون شبه بلورية نتيجة تاثير صبغة Orang G المستخدمة. كذلك شخصت النماذج المذكورة انفا بطيف الاشعة تحت الحمراء FT - IR اذ اظهرت النتائج ان لهذه الاغشية مجاميع فعالة واضحة. درست كذلك الخواص البصرية لجميع الاغشية المحضرة كالامتصاصية(A) والنفاذية (T) والانعكاسية R)) ضمن مدى الطيف (300 - 900nm)،ودرس ايضا معامل الامتصاص(α) ومعامل الخمود(K) ومعامل الانكسار(n) وثابت العزل الحقيقي (ϵr) وثابت العزل الخيالي (ϵi) والتوصيلية البصرية (σopt) كدالة للطول الموجي . اظهرت الدراسة ان طيف الامتصاصية لاغشية المواد قيد الدراسة ضمن منطقة الطيف المرئي، حيث تم تسجيل اعظم قمة لبوليمر P3HT غير المشوب والمشوب بصبغة Orang G عند الطول الموجي 530 - 572nm)) وكتف (Shoulder) عند الطول الموجي 600nm .اظهرت الدراسة ان طيف الامتصاص لبوليمر PEDOT : PSS غير المشوب يكون ذات امتصاصية واطئة بحدود (0.1a.u) ويكون ذو نفاذية عالية تصل الى 85% .حسبت فجوة الطاقة البصرية للبوليمر P3HT غير المشوب فكانت (1.95eV) وتتناقص قيمة الفجوة مع زيادة نسبة التشويب حتى تصل الى (1.88eV)عند نسبة التشويب 5% Vol - (O.G) - P3HT،كذلك تزايد في كلا من معامل الامتصاص(α) ومعامل الخمود(k). تم حساب التوصيلية الكهربائية باستخدام ميزة(I - V)،ووجد ان التوصيلية الكهربائية تزداد مع زيادة درجة الحرارة والتي تكون ضمن مدى(30 - 70OC) وهو السلوك الغالب لجميع الاغشية المحضرة وهذا يدل انها اشباه الموصلات . تم حساب طاقة التنشيط لجميع الاغشية المحضرة ووجد ان طاقة التنشيط لبوليمر PEDOT : PSS تكون قليلة وهي بحدود (0.41eV) وهذا يفسر التوصيلية الجيدة لهذا البوليمر . ووجد ان طاقة التنشيط لبوليمر P3HT غير المشوب تكون بحدود0.6eV وعند نسبة التشويب بنسبة 1% Vol(O.G) - P3HT تصل طاقة التنشيط 0.4eV وبزيادة نسبة التشويب الى 5% Vol (O.G) - P3HT تصل طاقة تنشيطه الى 0.23 eV . استثمرنا النتائج التي تم الحصول عليها لعمل خلية شمسية ذات الطبقة الواحدة وحسبت معاملات الخلية الشمسية باستخدام ميزة (J - V) ووجد انها تكون ذات كفاءة تصل الى 0.1% عند نسبة التشويب 1% Vol(O.G) - P3HT وذات كفاءة 0.2% عند نسبة الشوائب 5% Vol(O.G) - P3HT Vol(O.G) - P3HT . | In this study thin films of un doped P3HT and (1%,3%,4%,5%,7%,10 %) Orang G doping P3HT and un doped PEDOT : PSS, have been prepared using spin coating method . The prepared films were characterized under XRD and FTIR .The XRD spectra shows an amorphous structures of the un doping which were become semicrystline as a results of doping . The FTIR spectra of un doping P3HT and pure (O.G) shows principle functional group as recorded in literature .The UV - IS optical properties related to absorbance (A), Transmit (T) and reflectance (R) in the rang (300 - 900) nm have been studies to and absorption coeffienct (α), refractive index (n), extinction coefficient (K) and the real dielectric constant (ϵr), and a imaginary dielectric constant (ϵi) as well as optical conductivity( σopt)funacton of Wavelength.In this found that un doping of P3HT and O.G doping thin films have broad bound peaks in the rang ( 530 - 572nm) with as shoulder at the wave length 600nm .PEDOT : PSS shows high transmittance of 85% . The calculated optical energy gap for un doping P3HT be (1.95eV) , and decreases with increasing O.G of doping reached to (1.88eV) at 5% Vol (O.G) P3HT doping .It is also that absorption coeffienct (α) and extinction coefficient (K), increasing as function of wave length (λ).The electrical conductivity (σ) due at (I - V) characteristic for un doping and O.G - doping found to be increases with increasing temperature for (30 - 70oC), for all sample . Shows is Organic semiconductors behavior .A activation energy of prepared thin films were estimated and found to be (0.41,0.6 ,0.4 eV) and 0.23 eV for PEDOT : PSS un doping P3HT ( 1% Vol (O.G) - P3HT ) ,(5% Vol( O,G) - P3HT) nespectivity . A inlayer solar cells wave constructers from the upper mention un doping and evaluated ,and found to have efficacies(0.1% ,0.2%) respectively.
