تم مناقشة رسالة الماجستير للطالب سعد الله عيدان في قسم هندسة الطاقة عن البحث الموسوم
Synthesis of Nanostructure Thin Films by Rf Plasma Sputtering for Solar Cells Applications.
في يوم الخميس الموافق 30/9/2021 وبأشراف أ.م.د. فرقد علي لطيف تدريسي في قسم هندسة الطاقة ود.عبد الحسين خضير لطيف من وزارة العلوم والتكنولوجيا وقد كان من اعضاء لجنة المناقشة رئيس قسم هندسة الطاقة أ.م.د. نبال فاضل فرمان :
وقد تناول البحث :احد الطرق لتحسين كفاءة الخلية الشمسية باستخدام الاغشية النانوية
يعتبر اوكسيد الخارصين من الاكاسيد الموصل الشفافة ذات المواصفات المميزة التي تدخل في تركيب الخلايا الشمسية. ركزت هذه الدراسة على امكانية تحسين خواص الاوكسيد من خلال تشويبه بعنصر الزركونيوم. باستخدام تراكيز وزنية ( 2, 4, 6 %) من الزركونيوم ودراسة تاثيرها على خواص اوكسيد الخارصين يتحدد مدى ملائمته لتحسين و رفع كفاءة الخلايا الشمسية.
شملت الدراسة محورين الاول ترسيب اغشية نانوية من اوكسيد الخارصين المشوب بالزركونيوم على ركائزمن السليكون والزجاج بطريقة ترذيذ البلاما بالتردد الراديوي والمحور الثاني دراسة تاثيرعملية التشويب على خصائص الاغشية للاوكسيد وتحسين اداء الخلية الشمسية.
بينت نتائج فحوصات ال XRD ان تركيب الاغشية متجانس ومن النوع السداسي wurtzite .تنمو الاغشية في اتجاه تفضيلي باتجاه c الذي يقل بزيادة تركيز الزركونيوم. سجلت وجود قمة من الطور[0 0 2] عند زاوية الحيود (°34 ) مما يشيرالى ان التركيب البلوري العالي الجودة. تتحول قليلا زوايا الحيود الى قيم اقل مع زيادة تركيز الزركونيوم. ولم تسجل قمم تخص الزركونيوم ممادل على تداخل عنصر الزركونيوم ضمن الشبيكة البلورية لاوكسيد الخارصين. تم حساب الحجم الحبيبي وفق معادلة شيرر وكانت النتائج تتراوح بين (35.03 الى 16.06) نانومتر.
تم اجراء الفحوص البصرية على الاغشية المرسبة و بينت النتائج زيادة في معامل الامتصاص وطاقة الفجوة بزيادة تركيز الزركونيوم .ازدادت فجوة الطاقة من (eV 3.25) الى (eV 3.34 ) في حين ازادادت النفاذية في الترددات العالية الى قيم اعلى من (% 90) مما يسمح باستخدامها كطبقة اوكسيد شفاف موصلة في الخلايا الشمسية.
الخصائص الكهربائية كان لها جانب من التغيير نتيجة التشويب حيث دلت نتائج الفحص بال Hall Effect بان الاغشية من النوع السالب ( n-type).لها توصيلية الاغشية تزداد بزيادة التركيز فيما انخفضت المقاومية . قياسات تياردائرةالقصروفولتية الدائرة المفتوحة بينت ان تياردائرةالقصريزداد بينما فولتية الدائرة المفتوحة تقل مع زيادة التركيز. اعلى قيمة لعامل الملئ كانت (64.5) وكفاءة طاقة التحويل (0.493) عند التركيز(4%) من الزركونيوم. وهذا يعكس تحسن الخواص الكهربائية بوجود التشويب بالزركونيوم وبالتالي تحسن اداء الخلية الشمسية .
