Search

The investigation of pulse electrodepositing modes influence on crystal structure, morphology and optical properties of ZnO has revealed the conditions in which quasi-one-dimensional (1D) ZnO nanorod arrays are formed as separate nanorods. Due to a sufficiently high resistance of zinc oxide, the electrodeposition of nickel on the fluorine doped tin oxide (FTO)/ZnO surfaces carried out in space between the ZnO nanorods. An incomplete filling of the gaps between nanorods by the nickel nanoparticles through subsequent Ni electrodeposition ensured the creation of ZnO–Ni graded cermets. The cermets, in which electrochemical filling of the spaces between ZnO nanorods by Ni, was performed in the pulse mode. It provided higher absorption of visible and near IR light. It was shown that the manufactured ZnO–Ni graded cermets have high light absorption combined with comparatively low thermal losses, so these cermets are promising cheap and affordable selective coatings for solar heat collectors.

Surfaces of current photovoltaic devices are characterized by a high refractive index, so they tend to significant reflection of light. This explains the need for an antireflective coating (AR). In this paper, for the first time we demonstrate the possibility of creating the AR in the form of nano-scale zinc oxide array with a parabolic profile by its pulse electrodeposition from aqueous electrolytes. The study of the influence of the zinc oxide deposition mode on their optical properties such as transparency and reflection in the visible region at different angles of radiation, the optical band gap and Urbach energy were performed using a spectrophotometer SF-2000 equipped with specular and diffuse reflection attachment SFO-2000. Structural characteristics, namely, lattice parameters, microstrains, residual stress and texture were analyzed by X-ray diffractometry. Morphology of the grown arrays was investigated by intermittent-contact atomic force microscopy (AFM) using a NanoLaboratory Ntegra Prima NT-MDT setup. Optimization of the pulse electrodeposition mode allowed to adjust the size of parabolic nipples and thus to create AR moth-eye structure based on the electrodeposited zinc oxide arrays, which is suitable for use in photovoltaic devices. Bibliography. 7, Table. 1, Fig. 5., Поверхности современных фотоэлектрических преобразователей характеризуются довольно высоким коэффициентом преломления, поэтому им свойственно значительное отражение света, для устранения которого прибегают к нанесению антиотражающих покрытий (АП). В данной работе впервые показана возможность создания АП в виде наноразмерных массивов оксида цинка с параболическим профилем методом импульсного электрохимического осаждения из водных электролитов. Исследование влияния режимов осаждения массивов оксида цинка на такие его оптические свойства как прозрачность и отражение в видимой области при различных углах облучения, на оптическую ширину запрещенной зоны и на энергию Урбаха выполняли с помощью спектрофотометра СФ-2000, оснащенного приставкой зеркального и диффузного отражения СФО-2000. Структурные характеристики, а именно, параметры кристаллической решетки, микронапряжения, остаточные напряжения и текстура анализировались по данным рентген-дифрактометрических исследований. Морфологию выращиваемых массивовисследовали полуконтактным методом атомной силовой микроскопии (АСМ) на установке «НаноЛаборатория Нтегра Прима NT-MDT». Оптимизация режимов импульсного электроосаждения позволила скорректировать размеры параболических нановыступов и таким образом обеспечить создание на основе электроосажденных массивов оксида цинка пригодного для использования в фотоэлектрических преобразователях АП с эффектом глаза ночной бабочки. Библ. 7, табл. 1, рис. 5., Поверхні сучасних фотоелектричних перетворювачів характеризуються досить високим коефіцієнтом заломлення, тому їм властиво значне відображення світла, для усунення якого вдаються до нанесення антивідбиваючих покриттів (АП). У даній роботі вперше показана можливість створення АП у вигляді нанорозмірних масивів оксиду цинку з параболічним профілем методом імпульсного електрохімічного осадження з водних електролітів. Дослідження впливу режимів осадження масивів оксиду цинку на такі його оптичні властивості як прозорість і відображення у видимій області при різних кутах опромінення, на оптичну ширину забороненої зони та на енергію Урбаха виконували за допомогою спектрофотометра СФ-2000, оснащеного приставкою дзеркального і дифузного віддзеркалення СФО-2000 . Структурні характеристики, а саме, параметри кристалічної решітки, мікронапруги, залишкові напруги і текстура аналізувалися за даними рентген-дифрактометричних досліджень. Морфологію вирощуваних масивів досліджували напівконтактним методом атомної силової мікроскопії (АСМ) на установці «НаноЛабораторія Нтегра Прима NT-MDT». Оптимізація режимів імпульсного електроосадження дозволила скорегувати розміри параболічних нановиступов і таким чином забезпечити створення на основі електроосадженних масивів оксиду цинку придатного для використання в фотоелектричних перетворювачах АП з ефектом ока нічного метелика. Бібл. 7, табл. 1, мал. 5.

We report on a cost-effective alternative synthetic method for creation of ZnO-based natural-dye sensitized solar cells (DSSC). ZnO arrays were electrodeposited on transparent fluorine doped tin oxide covered glass cathodes in aqueous electrolytes in three-electrode cell under potentiostatic conditions and under pulse plating modes with rectangular impulses of cathode potential. Then ZnO layers were dye-sensitized by a freshly prepared blackcurrant juice. The studies of structure by XRD-method, surface morphology by atomic force microscopy and optical properties by spectrophotometry have demonstrated the promise of ZnO arrays electrochemically grown in the rectangular pulse mode for creation of natural-dye sensitized DSSC.