منصة الرسائل والاطاريح: تحضير وتوصيف أفلام PMMA - P3HT لتطبيقات الخلايــــــــــــــــــــا الشمســـــــية

الخلاصة

في هذه الدراسة تم تشويب البولي مثيل ميثااكريلايت بـ (3- هكساثيوفين) بالنسب ( 2, 4 , 6) % وتم تحضير اغشية رقيقة بواسطة تقنية الطلاء البرمي , على قواعد من الزجاج والسليكون عند درجة حرارة الغرفة . تم تحليل مسحوق البوليمرات ( PMMAوP3HT) بواسطة (FT-IR) لتحديد المجاميع الوظيفية الفعالة للروابط الكيميائية. أظهرت نتائج التحليل أن البوليمر هو PMMA و P3HT وتمت مقارنة النتائج ومطابقتها للمادة الأصلية. ظهرت نتائج حيود الأشعة السينية (XRD) أن أغشية PMMA المحضرة غير متبلورة بطبيعتها ، وأغشية PMMA: P3HT المدروسة هي أغشية متعددة التبلور بطبيعتها ، ولم يؤثر التشويب على الخواص التركيبية لمادةPMMA . كما تم فحص التشكل السطحي للأغشية الرقيقة باستخدام تقنية مجهر القوة الذرية (AFM) , وأظهرت النتائج أن جميع الأغشية المحضرة ذات تجانس جيد وان معدل الخشونة و قيم مربع معــدل الجــذر(RMS) ومعدل الحجم الحبيبي تزداد مع زيادة التشويب بـ P3HT . تم دراسة الخصائص البصرية من خلال قياس طيف الامتصاصية كدالة للطول الموجي في مدى الاشعة الفوق بنفسجية عند الطول الموجي ( 200 – (600 نانومتر. أظهرت النتائج أن قيم الامتصاصية ومعامل الانكسار ومعامل الامتصاص للأغشية النقية والمشوبة تزداد مع زيادة نسبة التشويب , وان فجوة الطاقة تقل مع زيادة نسبة التشويب مما يجعل المادة مناسبة لاستخدامها في تطبيقات الخلايا الشمسية. بالإضافة إلى ذلك تم دراسة الخصائص الكهربائية والمتضمنة التوصيلية الكهربائية المستمرة. أظهرت النتائج أن التوصيلية الكهربائية تزداد مع زيادة نسبة التشويب , وان المادة تمتلك طاقة تنشيط واحدة تقل مع زيادة نسبة التشويب . تم تحضير المفرق الهجين (PMMA:P3HT/Si ) بتراكيز ( 0.02 , 0.04 , 0.06) % وكتطبيق عملي على استخدامات المادة في تصنيع خلية شمسية من أغشية المادة النقية والمشوبة. وأظهرت خصائص ( التيار – الجهد ) للخلية الشمسية بأن التشويب بـ (P3HT) يزيد من كفاءة الخلية الشمسية بواسطة عرقلة اتحاد الإلكترون مع الفجوة كما أن تحسين أداء الجهاز ناتج عن تيار الدائرة القصيرة Isc) ) وفولتية الدائرة المفتوحة (Voc). وقد وجد أن أعظم كفاءة كانت عند نسبة التشويب (0.06% ) وكانت قيمتها ( 6.1%). أيضاً تمت دراسة كفاءة الخلية الشمسية مع تغير عامل الزمني لمعرفة مدى كفاءة الخلية الشمسية المحضرة. حيث تم قياس الكفاءة لمدة شهرين (نوفمبر ومارس) من عام 2021 ، 2022 لمدة عشرة أيام ، ووجد أن التغير في العامل الزمني لا يؤثر على كفاءة الخلية الشمسية المحضرة .