"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF8509
ETF8509 "Keemilise pihustuspürolüüsi meetodil kasvatatud ZnO nanovarraste areng (1.01.2010−31.12.2013)", Tatjana Dedova, Tallinna Tehnikaülikool, Keemia ja materjalitehnoloogia teaduskond.
ETF8509
Keemilise pihustuspürolüüsi meetodil kasvatatud ZnO nanovarraste areng
Development of ZnO nanorods by chemical spray
1.01.2010
31.12.2013
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.12. Protsessitehnoloogia ja materjaliteadusT150 Materjalitehnoloogia2.3. Teised tehnika- ja inseneriteadused (keemiatehnika, lennundustehnika, mehaanika, metallurgia, materjaliteadus ning teised seotud erialad: puidutehnoloogia, geodeesia, tööstuskeemia, toiduainete tehnoloogia, süsteemianalüüs, metallurgia, mäendus, tekstiilitehnoloogia ja teised seotud teadused).100,0
PerioodSumma
01.01.2010−31.12.2010216 000,00 EEK (13 804,92 EUR)
01.01.2011−31.12.201113 804,80 EUR
01.01.2012−31.12.201213 804,80 EUR
01.01.2013−31.12.201313 804,80 EUR
55 219,32 EUR

Antud projekt on suunatud ZnO nanovarraste kasvule ja iseloomustamisele. Antud projekti raames ZnO nanovardad saadakse odava keemilise pihustuspürolüüsi meetodiga. Saadud nanovardaid kasutatakse nanostruktureeritud päikesepatareis aknakihina. Nanovarraste suur pindala on otsetee päikesepatarei effektiivsuse tõstmisele. Selle uuringu põhiliseteks tehnoloogiliseteks ülesanneteks on pikemate ZnO nanovarraste kasvatamine, nende korrapärase vertikaalselt suunatud orientatsiooni saamine ja ning elektrijuhtivuse tõstmine. Esimene strateegia on pikemate varraste kasvatamiseks läbi kristallide külgkasvu pidurdavate ja [0001] suunalist kasvu soodustavate ainete lisamise pihustuslahusesse. Teiseks on aluse modifitseerimine ZnO idukristallidega selleks et saavutada ZnO nanovarraste sobiva orientatsiooni ning kontrollitud kasv olenemata aluselektroodi (ITO, SnO2) morfoloogilistest omadustest. Viimane tehnoloogiline strateegia on suunatud ZnO roodide elektrijuhtivuse tõstmisele, tekitades materjali sisesed omadoonordefektid või indiumi või galliumi ioonidega legeerimise abil. Saadud ZnO nanovarraste morfoloogiat, elektrilisi ja optilisi omaduste uurimiseks kasutatakse SEM, XRD, PL, UV-VIS, IPCE, XPS, C-V meetodeid. Saadud nanovardad testitakse nanostruktureeritud üliõhukese anorgaanilise absorberiga päikesepatareis, teostatakse päikesepatarei struktuuri mõõtmised: I-V, QE, EBIC.
Recent research is focused on growth and characterisation of the ZnO nanorods produced by cheap and versatile chemical spray pyrolysis technique. Obtained ZnO nanorod arrays will be used as window layer in nanostructured solar cell. High surface area of ZnO nanorods is a way to increase the overall efficiency of nanostructured solar cell. Main technological tasks of this project are increased surface area (length and density of the ZnO nanorods), orientation of the crystals more perpendicular to the substrate and higher conductivity of ZnO nanorods. The strategy to obtain longer nanorods is based on the development and incorporation of capping molecules in the spray solution promoting vertical crystal growth. The second strategy is so-called modification of the substrate by pre-nucleation process with ZnO nanoparticles in order to acheave proper crystal orientation and controlled growth independent of morphological properties of substrate electrode (ITO, SnO2). The final technological goal is to increase the conductivity of ZnO nanorods, either by creating self-defects (creating the oxygen vacancies) or doping of the rods by indium or gallium ions. Morphology, electrical and optical properties of ZnO nanorods will be studied by means of various measurement tools such as SEM, XRD, PL, UV-VIS, IPCE, XPS, C-V and I-V. Obtained ZnO nanorods will be tested in nanostructured solar cell with extremely thin inorganic absorber layer. Solar cell measurements will be performed by means of I-V, QE and EBIC measurements.