الفهرس 
Theoretical Considerations and Literature Survey of ZnTPP Thin FilmsOnly 14 pages are availabe for public view
 |  | from | 225 |  |  |
| | | from | 225 | | |
Abstract
تتناول هذه الرسالة دراسة الخواص التركيبية والفيزيائية لأغشية رقيقة من خارصين تترافينيل بورفيرين وتطبيقاتها في الخلايا الشمسية من أجل هذا الغرض تم شراء خارصين تترافينيل بورفيرين من شركة سيجما – الدرش واستخدامه في الدراسة علي حالتة. تم تحضير أغشية رقيقة من المركب بواسطة التبخير الحراري ودراسة الخواص التركيبية والضوئية والكهربية والفولتوضوئية.
تم دراسة الخصائص التركيبية بواسطة تقنيات تحليلات فورير للاشعة تحت الحمراء (FTIR) وحيود الاشعة السينية (XRD) والميكروسكوب الذري الماسح (AFM) . أوضحت نتائج تحليلات فورير أن المادة تحت الدراسة تتميز بالثبات الكيميائي والحراري وأظهرت نتائج حيود الاشعة السينية بأن بودرة (مسحوق) خارصين تترافينيل بورفيرين هي مادة بللورية التركيب ويكون لها نظام بللوري ثلاثي الميل ومجموعتها الفراغية هي PĪ وثوابت البلورة هي:-
a=9.572Ǻ, b=11.115Ǻ, c=11.72Ǻ, α=102.71o, β=103.78o, γ=115.01o, V=1022 Ǻ
وكثافتها تساوي 1.34جرام/سم3 .
أوضحت النتائج أيضا بأن الاغشية الرقيقة من خارصين تترافينيل بورفيرين نانوية التركيب البلوري ويكون التركيب النانوي أوضح علي قواعد من الكوارتز الامورفي منه علي قواعد من الزجاج العادي، كما أوضحت النتائج أيضا أن زيادة سمك غشاء خارصين تترافينيل بورفيرين يزيد من حجم البلورة وأن زيادة درجة حرارة التلدين أو زمن التلدين يحسنان في تبلور الفيلم وأن التشعيع بأشعة جاما ينقص من حجم البلورات النانوية.
بينت الدراسة باستخدام الميكروسكوب الماسح الذري الحصول علي توزيع متجانس للحبيبات وبين تأثير درجة حرارة التلدين علي حجم الحبيبة.
تم دراسة الخصائص الضوئية لأغشية رقيقة من خارصين تترافينيل بورفيرين بواسطة الاسبكتروفوتومتر للسقوط شبة العمودي للضوء في المدي الموجي (200-2500 نانومتر) وتعين النفاذية والانعكاسية للاغشية الرقيقة ومن ثم تعيين معامل الانكسار (n) ودليل الامتصاص (k) وبقية الدوال الضوئية الاخري.
أوضحت نتائج طيف النفاذية والانعكاسية للضوء بأن أغشية خارصين تترافينيل بورفيرين ماصة للضوء الساقط في مدي الاطوال الموجية (200-664 نانومتر) وأنها تكون نفاذة للضوء في المدي الموجي (664-2500 نانومتر)، كما أوضحت نتائج طيف معامل الانكسار (n) وطيف دليل الامتصاص (k) بأن معامل الانكسار ودليل الامتصاص لا يعتمدان علي سمك غشاء خارصين تترافينيل بورفيرين في مدي السمك للغشاء (443-943 نانومتر). أوضحت خصائص الامتصاص لأغشية خارصين تترافينيل بورفيرين وجود أربع نطاقات لامتصاص الضوء وأن التلدين عند درجة حرارة 438 كلفن لمدة ساعتين يزيد من دليل الامتصاص في حين أن التشعيع بأشعة جاما يقلل من دليل الامتصاص. أوضحت النتائج أيضا أن الانتقال الالكتروني السائد هو الانتقال المباشر المسموح وأن فجوة الطاقة الضوئية تساوي 2.15 الكترون فولت وفجوة الطاقة الاساسية هي 2.6 الكترون فولت وأن كلا من التلدين والتشعيع يؤثران علي فجوة الطاقة وذلك نتيجة للتغيرات في التركيب التكويني لخارصين تترافينيل بورفيرين الناتج عنهما.
أوضحت نتائج خصائص الطيف الموجي لمعامل الانكسار وجود تشتت عادي للضوء وذلك حتي طاقات للضوء الساقط أقل من 2.24 الكترون فولت ووجود تشتت غير عادي لطاقات الضوء الساقط أكبر من 2.24 الكترون فولت. ينقص التلدين والتشعيع بأشعة جاما قيمة معامل الانكسار علي مدار الطيف ويعزي ذلك الي تغير كثافة خارصين تترافينيل بورفيرين ويكون تأثير التشعيع بأشعة جاما علي معامل الاتكسار أكبر من تأثير التلدين وقد ثم حساب بارامترات التشتت وتأثيرها بالتلدين وبأشعة جاما.
تم دراسة نتائج خصائص العزل الكهربي للاغشية الرقيقة من خارصين تترافينيل بورفيرين وتغيرها تحت تأثير كل من التلدين والتشعيع بأشعة جاما وتم أيضا دراسة بعض دوال العزل الكهربي مثل الدالة الحجمية لفقد طاقة الالكترون والدالة السطحية لفقد طاقة الالكترون والتوصيلية الضوئية. أكدت دالة التوصيلية الضوئية بأن الانتقال الالكتروني بين المدارات هو الانتقال المباشر المسموح.
أوضحت قياسات thermoelectric power بأن خارصين تترافينيل بورفيرين هو من النوع P-type شبه موصل، وبينت القياسات الكهربية للتيار المستمر لغشاء رقيق من خارصين تترافينيل بورفيرين محصور بين الكترودين من الذهب منطقتين للتوصيل الكهربي معتمدة علي قيمة درجة الحرارة، فعند درجات الحرارة المنخفضة تكون طاقة التنشيط 0.24 الكترون فولت وتكون الية التوصيل عن طريق variable range hopping in localized states near Fermi level وتكون قيمة طاقة التنشيط عند درجات الحرارة العالية 0.988 الكترون فولت وتكون الية التوصيل عن طريق phonon assisted hopping of small polaron . أوضحت قياسات السعة-الجهد علي خلية هجين من
Au/ZnTPP/n-Si/Al بأن الوصلة المتكونة من النوع Linearly graded junction وأن سمك منطقة نضوب الشحنة جهة خارصين تترافينيل بورفيرين هو 47 نانومتر وسمكها في جهة السيليكون هو 134 نانومتر.وأن ارتفاع الجهد الحاجز هو 0.85 فولت. وتم تعين انحدار تركيز حاملات الشحنة علي جانبي الوصلة.
تم تعيين بارامترات الخلية الشمسية الهجين من Au/ZnTPP/n-Si/Al عند درجات حرارة متفاوتة وقد وجد بأن هناك ثلاث اليات لنقل الشحنة عبر هذه الوصلة وهي تعتمد علي درجة حرارة التشغيل. تم أيضا قياس الخواص الفولتوضوئية لهذة الخلية.