ผลของสารเติมแต่งแอลกอฮอล์ต่อสมบัติของวัสดุเชิงประกอบอนุภาคซิงก์ออกไซด์ระดับนาโน/พอลิเมอร์คอนจูเกต

Abstract

งานวิจัยนี้เสนอวิธีการเตรียมฟิล์มบางวัสดุเชิงประกอบแบบบัลก์เฮเทอโรจังชันสำหรับใช้เป็นชั้นดูดกลืนแสงในเซลล์โฟโตวอลเทอิก โดยใช้ตัวทำละลายผสมระหว่างคลอโรเบนซีนและแอลกอฮอล์สายตรง ได้แก่ เมทานอล เอทานอล 1-โพรพานอล และ 1-บิวทานอล เพื่อควบคุมสภาวะการกระจายตัวของอนุภาคซิงก์ออกไซด์ระดับนาโนในพอลิเมอร์คอนจูเกต poly [2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene] (MEH-PPV) และ poly (3-hexyl thiophene-2,5-diyl) (P3HT) โดยทำการศึกษาลักษณะสัณฐานวิทยาของพื้นผิวฟิล์มบาง การจัดเรียงตัวของสายโซ่โมเลกุลของพอลิเมอร์ภายในฟิล์มบาง และสมบัติการคายแสงของฟิล์มวัสดุเชิงประกอบ จากผลการทดลองพบว่าการปรับเปลี่ยนปริมาณสารเติมแต่งแอลกอฮอล์ และความยาวหางไฮโดรคาร์บอนของแอลกอฮอล์ ส่งผลต่อการกระจายอนุภาคซิงก์ออกไซด์ระดับนาโน โดยพบว่าการใช้ตัวทำละลายผสมระหว่างคลอโรเบนซีนและแอลกอฮอล์ร้อยละ 20 โดยปริมาตร จะทำให้อนุภาคซิงก์ออกไซด์ระดับนาโนมีการกระจายตัวที่ดี ส่งผลให้ฟิล์มวัสดุเชิงประกอบซิงก์ออกไซด์ระดับนาโน/พอลิเมอร์คอนจูเกต มีความเข้มของการคายแสงลดลงมากกว่าการใช้แอลกอฮอล์ร้อยละ 10 โดยปริมาตร และการใช้แอลกอฮอล์ที่มีส่วนหางไฮโดรคาร์บอนสั้นกว่า จะช่วยให้อนุภาคซิงก์ออกไซด์ระดับนาโนกระจายตัวดีกว่า สามารถลดค่าความเข้มของการคายแสงได้มากกว่าแอลกอฮอล์ที่มีส่วนหางยาว โดยค่าความเข้มของการคายแสงที่ลดลง บ่งบอกถึงการแยกและการส่งผ่านประจุที่ดีขึ้น เมื่อทำการศึกษาผลของปริมาณอนุภาคซิงก์ออกไซด์ระดับนาโนในฟิล์มบางวัสดุเชิงประกอบ พบว่าค่าความเข้มของการคายแสงมีแนวโน้มลดลงเมื่อเพิ่มปริมาณอนุภาคซิงก์ออกไซด์ เนื่องจากมีปริมาณตัวรับอิเล็กตรอนมากขึ้นทำให้เกิดการแยกและการส่งผ่านประจุได้มากขึ้น แสดงถึงศักยภาพในการประยุกต์ใช้เป็นอุปกรณ์โฟโตวอลเทอิกต่อไป