ZnO-TiO2 Hetero Nano Yapılarının Sentezi ve Güneş Pilleri için Fotoelektrokimyasal Performansı

Mustafa Biçer

doi:10.29130/dubited.840584

EN TR

ZnO-TiO2 Hetero Nano Yapılarının Sentezi ve Güneş Pilleri için Fotoelektrokimyasal Performansı

Abstract

Bu çalışmada, boya ile duyarlılaştırılmış güneş pili (BDGP) için nanopartiküller (NP), nanoçubuklar (NÇ) ve hiyerarşik dallı nanoçubuklardan (HDNÇ) oluşan ZnO-TiO2 hetero yapı fotoanotları, indiyum kalay oksit (ITO) substratı üzerinde ZnCl2, TiCl4, etanol ve HCl içeren bir çözelti ortamında farklı sıcaklıklarda (100, 150 ve 170 ° C) bir adım hidrotermal yöntem tekniği kullanılarak sentezlendi. ZnO-TiO2 hetero yapı fotoanot ince filmleri karakterize etmek için X-ışını Kırınımı (XRD), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Enerji Dağılımlı Spektroskopi (EDS) ve UV-Vis Spektroskopisi kullanıldı. Fotoelektrokimyasal performans sonuçlarından, ZnO-TiO2 ince filmlerden oluşan BDGP’lerinin nanopartiküller (% 1,21), nanoçubuklar (% 2,91), ve hiyerarşik dallı nanoçubuklar (% 6,61) üzerinde güç dönüşüm verimine sahip olduğu görülmektedir. Yüksek güç dönüşüm verimi nedeniyle hiyerarşik dallı nanoçubuklar, BDGP'ler için güneş pili performansında önemli bir gelişme olarak dikkate alınabilir.

Anahtar Kelimeler: ZnO-TiO2 hetero yapı fotoanotları, Nanoçubuklar, H.D. nanoçubuklar, BDGP

Keywords

ZnO-TiO2 hetero yapı fotoanotları, nanoçubuklar, H.D. nanoçubuklar

References

[1] B. Oregan, M. Gratzel,“ A low-cost, hıgh-effıcıency solar-cell based on dye-sensıtızed colloıdal TiO2 fılms,” Nature, c. 353, ss. 737–740, 1991.
[2] S. Zhu, L. Shan, X. Chen, L. He, J. Chen, M. Jiang, X. Xie, Z. Zhou, “Hierarchical ZnO architectures consisting of nanorods and nanosheets prepared via a solution route for photovoltaic enhancement in dye-sensitized solar cells, ” RSC Advances, c. 9, s. 3, ss. 2910-2916, 2013.
[3] J. Bao, M. Zimmler, F. Capasso, X. Wang, Z. Ren, “Broadband ZnO single-nanowire light-emitting diode, ” Nano Letters, c. 8, s. 6, ss. 1719-1722, 2006.
[4] F. Li, F. Jia, W. Wang, “Studies of the electrochemical reduction processes of Bi3+, HTeO2+ and their mixtures, ” Applied Surface Science, c. 16, s. 255, ss. 7394-7402, 2009.
[5] K. Zhao, Z. Pan, X. Zhong, “Charge Recombination Control for High Efficiency Quantum Dot Sensitized Solar Cells, ” Journal of Physical Chemistry Letters, c. 3, s. 7, ss. 406-417, 2016.
[6] C. Chen, Y. Hsu, S. Cherng, “Effects of annealing conditions on the properties of TiO2/ITO-based photoanode and the photovoltaic performance of dye-sensitized solar cells, ” Journal of Alloys and Compounds, c. 3, s. 509, ss. 872-877, 2011.
[7] S. Wang, K. Rao, C. Yang Thomas, H. Wang, “Investigation of nitrogen doped diamond like carbon films as counter electrodes in dye sensitized solar cells, ” Journal of Alloys and Compounds, c. 5, s. 509, ss. 1969-1974, 2011.
[8] İ. Şişman, M. Can, B. Ergezen, and M. Biçer, “One-step anion-assisted electrodeposition of ZnO nanofibrous networks as photoanodes for dyesensitized solar cells, ” RSC Advances, c. 5, ss. 73692–73698, 2015.
[9] S. Li, X. Z. Zhang, X. J. Jiao and H. Lin, “One-step large-scale synthesis of porous ZnO nanofibers and their application in dye-sensitized solar cells, ” Materıals Letters, c. 19-20, s. 65, ss. 2975-2978, 2011.
[10] Z. A. Garmaroudi, M. Abdi-Jalebi, M. R. Mohammadi, and R. H. Friend, “A facile low temperature route to deposit a TiO2 scattering layer for efficient dye-sensitized solar cells, ” RSC Advances, c. 75, s. 6, ss. 70895-70901, 2016.

[11] S. Ko, D. Lee, H. Kang, K. Nam, J. Yeo, S. Hong, C. Grigoropoulos, H. Sung, “Nanoforest of Hydrothermally Grown Hierarchical ZnO Nanowires for a High Efficiency Dye-Sensitized Solar Cell, ” Nano Letters, c. 2, s. 11, ss. 666-671, 2011.
[12] L. E. Greene, M. Law, B. D. Yuhas, P. Yang, “ZnO-TiO2 core-shell nanorod/P3HT solar cells, ” Journal of Physical Chemistry C, c. 50, s. 111, ss. 18451-18456, 2007.
[13] A. Irannejad, K. Janghorban, O. K. Tan, H. Huang, C. K. Lim, P. Y. Tan, X. Fang, C. S. Chua, S. Maleksaeedi, S. M. H. Hejazi, M. M. Shahjamali, M. Ghaffari, “Effect of the TiO2 shell thickness on the dye-sensitized solar cells with ZnO-TiO2 core-shell nanorod electrodes, ” Electrochimica Acta, s. 58, ss. 19-24, 2011.
[14] M. Wang, C. Huang, Y. Cao, Q. Yu, W. Guo, Q. Huang, Y. Liu, Z. Huang, J. Huang, H. Wang, Z. Deng, “The effects of shell characteristics on the current-voltage behaviors of dye-sensitized solar cells based on ZnO/TiO2 core/shell arrays, ” Applied Physics Letters, c. 26, s. 94, ss. 263506-3, 2009.
[15] R. Shao, L. Sun, L. Tang, Z. Chen, “Preparation and characterization of magnetic core-shell ZnFe2O4@ZnO nanoparticles and their application for the photodegradation of methylene blue, ” Chemical Engineering Journal, s. 217, ss. 185-191, 2013.
[16] H. Eshet, M. Gru ¨nwald, E. Rabani, “The Electronic Structure of CdSe/CdS Core/Shell Seeded Nanorods: Type-I or Quasi-Type-II?, ” Nano Letters, c. 12, s. 13, ss. 5880-5885, 2013.
[17] Y. Hao, Y. Cao, B. Sun, Y. Li, Y. Zhang, D. Xu, “A novel semiconductor-sensitized solar cell based on P3HT@CdS@TiO2 core-shell nanotube array, ” Solar Energy Materıals and Solar Cells, s. 101, ss. 107-113, 2012. [18] K. Park, Q. Zhang, B.B. Garcia, G. Cao, “Effect of Annealing Temperature on TiO2-ZnO Core-Shell Aggregate Photoelectrodes of Dye-Sensitized Solar Cells, ” Journal of Physical Chemistry C, c. 11, s. 115, ss. 4927-4934, 2011.
[19] M.H. Yeh, L.-Y. Lin, C.-Y. Chou, C.-P. Lee, H.-M. Chuang, R. Vittal, K.-C. Ho, “Preparing core-shell structure of ZnO@TiO2 nanowires through a simple dipping-rinse-hydrolyzation process as the photoanode for dye-sensitized solar cells, ” Nano Energy, c. 5, s. 2, ss. 609-621, 2013.
[20] X. Yan, C. Zou, X. Gao, W. Gao, “ZnO/TiO2 core-brush nanostructure: processing, microstructure and enhanced photocatalytic activity, ” Journal of Materials Chemistry, c. 1, s. 22, ss. 5629-5640, 2012.
[21] Y. Cui, W. Wang, N. Li, R. Ding, K. Hong, “Hetero-seed meditated method to synthesize ZnO/TiO2 multipod nanostructures with ultra-high yield for dye-sensitized solar cells, ” Journal of Alloys and Compounds,s. 805, ss. 868-872, 2019.
[22] G. Yue, F. Tan, F. Li, C. Chen, W. Zhang, J. Wu and Q. Li, “Enhanced Performance of Flexible Dye-Sensitized Solar Cell based on Nickel Sulfide/Polyaniline/Titanium Counter Electrode,” Electrochimica Acta, s. 149, ss. 117-125, 2014.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Authors

Mustafa Biçer ^*
0000-0001-7451-4600
Türkiye

Publication Date

May 29, 2021

Submission Date

December 14, 2020

Acceptance Date

March 9, 2021

Published in Issue

Year 2021 Volume: 9 Number: 3

DOI

https://doi.org/10.29130/dubited.840584

IZ

https://izlik.org/JA53BF76GF

APA

Biçer, M. (2021). ZnO-TiO2 Hetero Nano Yapılarının Sentezi ve Güneş Pilleri için Fotoelektrokimyasal Performansı. Duzce University Journal of Science and Technology, 9(3), 262-272. https://doi.org/10.29130/dubited.840584

AMA

1.Biçer M. ZnO-TiO2 Hetero Nano Yapılarının Sentezi ve Güneş Pilleri için Fotoelektrokimyasal Performansı. DUBİTED. 2021;9(3):262-272. doi:10.29130/dubited.840584

Chicago

Biçer, Mustafa. 2021. “ZnO-TiO2 Hetero Nano Yapılarının Sentezi Ve Güneş Pilleri Için Fotoelektrokimyasal Performansı”. Duzce University Journal of Science and Technology 9 (3): 262-72. https://doi.org/10.29130/dubited.840584.

EndNote

Biçer M (May 1, 2021) ZnO-TiO2 Hetero Nano Yapılarının Sentezi ve Güneş Pilleri için Fotoelektrokimyasal Performansı. Duzce University Journal of Science and Technology 9 3 262–272.

IEEE

[1]M. Biçer, “ZnO-TiO2 Hetero Nano Yapılarının Sentezi ve Güneş Pilleri için Fotoelektrokimyasal Performansı”, DUBİTED, vol. 9, no. 3, pp. 262–272, May 2021, doi: 10.29130/dubited.840584.

ISNAD

Biçer, Mustafa. “ZnO-TiO2 Hetero Nano Yapılarının Sentezi Ve Güneş Pilleri Için Fotoelektrokimyasal Performansı”. Duzce University Journal of Science and Technology 9/3 (May 1, 2021): 262-272. https://doi.org/10.29130/dubited.840584.

JAMA

1.Biçer M. ZnO-TiO2 Hetero Nano Yapılarının Sentezi ve Güneş Pilleri için Fotoelektrokimyasal Performansı. DUBİTED. 2021;9:262–272.

MLA

Biçer, Mustafa. “ZnO-TiO2 Hetero Nano Yapılarının Sentezi Ve Güneş Pilleri Için Fotoelektrokimyasal Performansı”. Duzce University Journal of Science and Technology, vol. 9, no. 3, May 2021, pp. 262-7, doi:10.29130/dubited.840584.

Vancouver

1.Mustafa Biçer. ZnO-TiO2 Hetero Nano Yapılarının Sentezi ve Güneş Pilleri için Fotoelektrokimyasal Performansı. DUBİTED. 2021 May 1;9(3):262-7. doi:10.29130/dubited.840584

Cited By

Synthesis of Metal (Ni) Doped Metal Oxide (ZnO) Heteronanostructures and Investigation of Their Morphological-Optical Properties

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

https://doi.org/10.29130/dubited.1167452

Synthesis of ZnO-TiO2 Hetero Nanostructures and Photoelectrochemical Performance for Solar Cells

Abstract

ZnO-TiO2 Hetero Nano Yapılarının Sentezi ve Güneş Pilleri için Fotoelektrokimyasal Performansı

Abstract

Keywords

References

Details

Primary Language

Subjects

Journal Section

Authors

Publication Date

Submission Date

Acceptance Date

Published in Issue

DOI

IZ

Cite

Cited By

Synthesis of Metal (Ni) Doped Metal Oxide (ZnO) Heteronanostructures and Investigation of Their Morphological-Optical Properties