Study of the SnO2 doped TiO2 thin films deposited on porous silicon substrates A Thesis

Loading...
Thumbnail Image
Date
2019
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Imam Abdulrahman Bin Faisal University
Abstract
One of the most important goals of the Saudi vision 2030 is the promotion and extended use of renewable energy resources such as photovoltaic cells. A great deal of research is thus focused on the field of solar cells, and this has led to the emergence of new materials and devices that offer distinctive performance advantages. In particular, the choice of suitable materials increases the efficiency of the cell and improves energy conversion yield. Among the current materials of interest, titanium dioxide shows promise due to its strong photocatalytic activity, special properties, and range of applications. In this context, thin film SnO2-doped TiO2 nano-composites were manufactured using a sol-gel technique and deposited on porous silicon under specified experimental conditions with different tin oxide percentages (15, 20, 25, and 30%) at various annealing temperatures (600,700, 800, and 900 °C).This study was undertaken to develop understanding of the effects of heat treatment and doping percentage on the crystalline structure, optical and electrical properties, band gap, and nanoparticle shape and size of the prepared thin films in order to find practical ways to improve these. The specimens were analysed using a range of techniques such as XRD, UV-Vis, SEM, Pl and EIS, all of which showed that the prepared material can be used in high performance photovoltaic cells.
Description
من المتوقع أن يرتفع الطلب على الطاقة بشكل كبير مع الزيادة في عدد السكان . وكنتيجة لذلك، ستزداد الحاجة لاستغلال المزيد من الموارد المتاحة لتلبية الطلب المت ا زيد على الكهرباء . لذلك، يجري النظر في استخدام موارد الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية التي يتم التقاطها من قبل الألواح الكهروضوئية كبديل للموارد غير المتجددة ، ولكن الإشعاع الشمسي يخضع لظروف الطقس المتغيرة التي تمنع التنبؤ بدقة بكمية الكهرباء التي يمكن توليدها من الألواح الكهروضوئية . فهناك حاجة مت ا زيدة لتكون الألواح الكهروضوئية قادرة على التقدير بدقة لكمية الإشعاع الشمسي التي سيتم تلقيها في المستقبل، بحيث يمكن تلبية متطلبات الطاقة . هذه الأطروحة تقارن أداء كل من شجرة الق ا رر ، والشبكة العصبية الاصطناعية، وتقنيات المجموعات، والتي تتضمن تقنية الغابات العشوائية وتقنية تعزيز التدرج في التنبؤ بالإشعاع الشمسي العالمي لفترة ال ٣٠ دقيقة التالية . تم استخدام مجموعة بيانات الإشعاع الشمسي للمختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) لمدينتي جدة والقصيم . تم إج ا رء د ا رسة شاملة على الأبحاث و الد ا رسات السابقة المتعلقة بالتنبؤ بالإشعاع الشمسي . بالإضافة إلى ذلك، تم استخدام بيانات ل ٥ سنوات سابقة وتم تقسيم هذه البيانات بطريقتين مختلفتين، بيانات ٤ سنوات للتدريب وبيانات سنة واحدة للاختبار، أيضا تم تقسيم البيانات على نسبة ٧٠ ٪ للتدريب و ٣٠ ٪ للاختبار، وتمت مقارنة النتائج . تم ضبط المتغي ا رت لكل من شجرة الق ا رر، والشبكة العصبية الاصطناعية، الغابات العشوائية، وتعزيز التدرج للحصول على أفضل أداء . بالإضافة الى ذلك، تم استخدام ميزة إ ا زلة الارتباط - القائم لاختيار المي ا زت . كما تم إج ا رء تحليل لمدى جودة النموذج المقترح للتنبؤ بالإشعاع الشمسي في مناطق مختلفة . أخي ا ر، تبين أن أداء نماذج المجموعات ) الغابات العشوائية وتعزيز التدرج ( أفضل من النماذج الفردية ) شجرة .( الق ا رر، والشبكة العصبية الاصطناعية
Keywords
Physics, Experimental Physics
Citation
Collections