Ag2S:X (X: Ni, Co, Zn ve Mn) nanokristallerin sıcak besleme yöntemi ile sentezi ve fotoelektriksel özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, Ni, Co, Zn ve Mn katkılı Ag2S nanokristalleri genelleştirilmiş sıcak besleme yöntemiyle sentezlenmiştir. X-ışınları kırınımı (XRD), Fourier Dönüşüm Kızılötesi (FT-IR) Spektroskopi, Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM), Yüksek Çözünürlüklü TEM (HRTEM), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Enerji Dağıtıcı X-Işını analizi (EDX), Ultraviyole Dağınık Yansıma Spektrofotometresi (UV-vis DRS) ve Güneş simülatörü ile sentezlenen nanokristallerin kristal yapısı, saflığı, optik özellikleri, bileşimi ve homojenliği, yüzey morfolojisi, foto-elektriksel özellikleri incelenmiştir. Analizler sonucu elde edilen parçacıkların 6-15 nm aralığında boyut dağılımına sahip oldukları, bant aralıklarının ise 2.1-2.2 eV arasında olduğu belirlenmiştir. Elde edilen nanoparçacıkların foto-elektriksel özellikleri incelendiğinde, en yüksek akım yoğunluğu değerleri Nikel ve kobalt içeren Ag2S nanoparçacıklarında gözlemlenmiştir. Bu çalışmada literatürde kısıtlı çalışmaları bulunun geçiş metali katkılı Ag2S nanokristallerinin genelleştirilmiş üretim prosedürü verilerek sonuçları yorumlanmıştır. Elde edilen sonuçlardan, geçiş metali katkılı Ag2S nanokristallerinin fotovoltaik çalışmalarda kullanılabilecek nitelikte oldukları anlaşılmıştır.

In this study, Ni, Co, Zn and Mn doped Ag2S nanocrystals have been synthesized by generalized hot injection method. The crystal structure, purity, optical properties, composition and homogeneity, surface morphology, photo-electrical properties of synthesized nanocrystals have been examined by using X-ray diffraction (XRD), Fourier Transformation Infrared (FT-IR), Transmission Electron Microscopy (TEM), High Resolution TEM (HRTEM), Scanning Electron Microscope (SEM), Energy Dispersion X-Ray analysis (EDX), Ultraviolet Diffuse Reflection Spectrophotometer (UV-vis DRS) and Solar simulator. As a result of the analysis, it was found that the particles obtained had a size distribution in the range of 6-15 nm, and the band gaps were between 2.1-2.2 eV. When the photoelectric properties of nanoparticles have been examined, the highest current density values have been observed in Ag2S nanoparticles containing Nickel and Cobalt. In this study, generalized production procedure of transition metal doped Ag2S nanocrystals of limited studies in literature is given and interpreted. From the results obtained, it is understood that transition metal doped Ag2S nanoparticles can be used in photovoltaic studies.