फोटोवोल्टाइक अनुप्रयोग के लिए सेल्फ-क्लीनिंग TiO2 पतली फिल्म का जमा करना और विशेषता बताना

TiO2 एक सेल्फ-क्लीनिंग सामग्री है जिसे आज इंजीनियरिंग में इसके उत्कृष्ट भौतिक और रासायनिक गुणों के कारण सामान्यतः प्रयोग किया जाता है। हालाँकि, फोटोवोल्टाइक पैनल पर इसकी सेल्फ-क्लीनिंग व्यवहार का पर्याप्त अध्ययन नहीं किया गया है और न ही इसे साहित्य में रिपोर्ट किया गया है। इस अध्ययन में सेल्फ-क्लीनिंग फोटोवोल्टाइक अनुप्रयोग के लिए टाइटेनियम डाइऑक्साइड (TiO2) पतली फिल्म का संश्लेषण, जमा करना और विशेषता बताना किया गया। TiO2 को सॉल-गेल विधि का उपयोग करते हुए संश्लेषित किया गया और ग्लास सब्सट्रेट पर अनुकूलित पैरामीटर पर स्पिन कोटिंग के उपयोग से जमा किया गया। विशेषता बताने के लिए रूपीय, संरचनात्मक, रासायनिक बंधन और अवशोषण स्पेक्ट्रम, ऑप्टिकल गुण, फोटोकेटालिटिक, और पतली फिल्म की स्थिरता का मूल्यांकन किया गया। सतह की रूपीयता बर्फ के टुकड़ों के समान आकार दिखाती है और उच्च आवर्धन पर यह दिखाती है कि वे क्लस्टर और एक जुड़ी श्रृंखला के पॉकेट में हैं। 600 °C पर जमा और एनील की गई TiO2 पतली फिल्मों के X-ray विवर्तन पैटर्न ने इसके क्रिस्टल संरचना में मुख्यतः एनाटेस फेज का प्रदर्शन किया, जिसमें औसत कण का आकार 15.82 nm था। FTIR विश्लेषण ने 2921.4, 1445.5, और 463 cm−1 पर प्रमुख बैंड प्रकट किए, जिसमें उच्च एनाटेस टाइटानिया 463–349 cm−1 पर पीक कर रहा है। TiOTi खिंचाव कंपन के लिए बैंड 489 cm−1 पर देखा गया। जल संपर्क कोण मापन ने साबित किया कि पतली फिल्म में एक सुपर हाइड्रोफिलिक प्रवृत्ति है। 600 °C पर कैल्सिन की गई TiO2 पतली फिल्म की मोटाई 63 nm थी और इसने 500 nm की तरंग दैर्ध्य से शुरू होकर UV–visible क्षेत्र में प्रकाश अवशोषित किया। कैल्सिन की गई फिल्म के लिए प्राप्त सतह की रूपीयता फोटोकेटालिटिक और सेल्फ-क्लीनिंग गतिविधियों को फोटोवोल्टाइक अनुप्रयोग पर प्रोत्साहित करती है जबकि गैर-कैल्सिन TiO2 पतली फिल्म की तुलना में। बर्फ के टुकड़ों के आकार अच्छी तरह से उजागर सतहों को लाते हैं जो सतह पर प्रति इकाई क्षेत्र सूर्य के प्रकाश के अवशोषण के मूल्यवान स्पेक्ट्रम को बढ़ावा देते हैं।