Katodowe osadzanie nanostrukturalnych warstw SnO2 na powierzchni FTO i badanie ich właściwości fotoelektrochemicznych

master
dc.abstract.enCurrently, tin oxide is one of the most common studied oxide semiconductors due to its unique properties mainly optical, electrical and photoelectrochemical. This makes SnO2 a very good candidate for transparent conductive electrodes used e.g. in photoelectrochemical (PEC) water splitting. The aim of this study was the synthesis and characterization of nanostructured tin oxide films on the surface of conductive glass (FTO). SnO2 layers were successfully obtained by cathodic deposition using different process conditions in an electrolyte containing tin(II) chloride dihydrate and nitric acid. The crystal structure of the samples was characterized using X-ray diffraction (XRD), while the morphology of the samples was observed by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). The energy gaps (Eg) of the synthesized materials were determined by two methods: on the basis of photoelectrochemical measurements and UV-VIS reflectance spectra. As a result, it was found that the surface morphology and thickness of the deposited SnO2 layers is closely related to the conditions of the electrochemical process, i.e. the applied potential, deposition time and thermal treatment. It was also shown that the band gap widths of tin oxide layers depend on the synthesis conditions. Moreover, the optimal synthesis conditions and the thickness of the oxide layer showing the best photoelectrochemical properties were established. On the basis of the conducted photoelectrochemical tests, it was proved that the highest photocurrent values during irradiation are exhibited by SnO2 sample deposited for 2 hours at potential -0.8 V vs. SCE, the thickness of which is ~2.59 ± 0.20 μm.pl
dc.abstract.plObecnie tlenek cyny jest jednym z najczęściej badanych półprzewodników tlenkowych ze względu na swoje wyjątkowe właściwości głównie optyczne, elektryczne oraz fotoelektrochemiczne. Sprawia to, że SnO2 jest bardzo dobrym kandydatem na transparentne elektrody przewodzące wykorzystywane m.in. w procesie fotoelektrochemicznego (PEC) rozkładu wody. Celem niniejszej pracy była synteza i charakterystyka nanostrukturalnych warstw tlenku cyny na powierzchni szkła przewodzącego (FTO). Z powodzeniem otrzymano warstwy SnO2 na drodze katodowego osadzania z zastosowaniem różnych warunków procesu w elektrolicie zawierającym dwuwodny chlorek cyny(II) oraz kwas azotowy(V).Strukturę krystaliczną próbek scharakteryzowano korzystając z metody dyfrakcji rentgenowskiej (XRD), natomiast morfologię próbek obserwowano za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej z emisją polową (FE-SEM). Przerwy energetyczne (Eg) zsyntetyzowanych materiałów zostały wyznaczone dwoma sposobami: na podstawie pomiarów fotoelektrochemicznych oraz widm reflektancji w zakresie UV-VIS. W rezultacie stwierdzono, że morfologia powierzchni i grubość osadzonych warstw SnO2 jest ściśle związana z warunkami procesu elektrochemicznego, tj. przyłożonym potencjałem, czasem osadzania, a także obróbką termiczną. Wykazano również, że od warunków syntezy zależą szerokości przerwy wzbronionej warstw tlenku cyny. Ponadto ustalono optymalne warunki syntezy i grubość warstwy tlenkowej wykazującej najlepsze właściwości fotoelektrochemiczne. Na podstawie przeprowadzonych testów fotoelektrochemicznych udowodniono, że najwyższe wartości fotoprądu podczas naświetlania wykazuje próbka SnO2 osadzona przez 2 godziny przy potencjale -0,8 V vs. NEK, której grubość wynosi ~2,59 ± 0,20 μm.pl
dc.affiliationWydział Chemiipl
dc.areaobszar nauk ścisłychpl
dc.contributor.advisorZaraska, Leszekpl
dc.contributor.authorKnapik, Aleksandrapl
dc.contributor.departmentbycodeUJK/WC3pl
dc.contributor.reviewerZaraska, Leszekpl
dc.contributor.reviewerBrzózka, Agnieszkapl
dc.date.accessioned2021-06-28T21:34:39Z
dc.date.available2021-06-28T21:34:39Z
dc.date.submitted2021-06-28pl
dc.fieldofstudychemiapl
dc.identifier.apddiploma-146391-228959pl
dc.identifier.projectAPD / Opl
dc.identifier.urihttps://ruj.uj.edu.pl/xmlui/handle/item/275176
dc.languagepolpl
dc.subject.enTin oxide; N-type semiconductor; Cathodic deposition; Annealing; Photoelectrochemical propertiespl
dc.subject.plTlenek cyny; Półprzewodnik typu n; Katodowe osadzanie; Wyżarzanie; Właściwości fotoelektrochemicznepl
dc.titleKatodowe osadzanie nanostrukturalnych warstw SnO2 na powierzchni FTO i badanie ich właściwości fotoelektrochemicznychpl
dc.title.alternativeCathodic deposition of nanostructured SnO2 layers on FTO surface and investigation of their photoelectrochemical propertiespl
dc.typemasterpl
dspace.entity.typePublication
dc.abstract.enpl
Currently, tin oxide is one of the most common studied oxide semiconductors due to its unique properties mainly optical, electrical and photoelectrochemical. This makes SnO2 a very good candidate for transparent conductive electrodes used e.g. in photoelectrochemical (PEC) water splitting. The aim of this study was the synthesis and characterization of nanostructured tin oxide films on the surface of conductive glass (FTO). SnO2 layers were successfully obtained by cathodic deposition using different process conditions in an electrolyte containing tin(II) chloride dihydrate and nitric acid. The crystal structure of the samples was characterized using X-ray diffraction (XRD), while the morphology of the samples was observed by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). The energy gaps (Eg) of the synthesized materials were determined by two methods: on the basis of photoelectrochemical measurements and UV-VIS reflectance spectra. As a result, it was found that the surface morphology and thickness of the deposited SnO2 layers is closely related to the conditions of the electrochemical process, i.e. the applied potential, deposition time and thermal treatment. It was also shown that the band gap widths of tin oxide layers depend on the synthesis conditions. Moreover, the optimal synthesis conditions and the thickness of the oxide layer showing the best photoelectrochemical properties were established. On the basis of the conducted photoelectrochemical tests, it was proved that the highest photocurrent values during irradiation are exhibited by SnO2 sample deposited for 2 hours at potential -0.8 V vs. SCE, the thickness of which is ~2.59 ± 0.20 μm.
dc.abstract.plpl
Obecnie tlenek cyny jest jednym z najczęściej badanych półprzewodników tlenkowych ze względu na swoje wyjątkowe właściwości głównie optyczne, elektryczne oraz fotoelektrochemiczne. Sprawia to, że SnO2 jest bardzo dobrym kandydatem na transparentne elektrody przewodzące wykorzystywane m.in. w procesie fotoelektrochemicznego (PEC) rozkładu wody. Celem niniejszej pracy była synteza i charakterystyka nanostrukturalnych warstw tlenku cyny na powierzchni szkła przewodzącego (FTO). Z powodzeniem otrzymano warstwy SnO2 na drodze katodowego osadzania z zastosowaniem różnych warunków procesu w elektrolicie zawierającym dwuwodny chlorek cyny(II) oraz kwas azotowy(V).Strukturę krystaliczną próbek scharakteryzowano korzystając z metody dyfrakcji rentgenowskiej (XRD), natomiast morfologię próbek obserwowano za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej z emisją polową (FE-SEM). Przerwy energetyczne (Eg) zsyntetyzowanych materiałów zostały wyznaczone dwoma sposobami: na podstawie pomiarów fotoelektrochemicznych oraz widm reflektancji w zakresie UV-VIS. W rezultacie stwierdzono, że morfologia powierzchni i grubość osadzonych warstw SnO2 jest ściśle związana z warunkami procesu elektrochemicznego, tj. przyłożonym potencjałem, czasem osadzania, a także obróbką termiczną. Wykazano również, że od warunków syntezy zależą szerokości przerwy wzbronionej warstw tlenku cyny. Ponadto ustalono optymalne warunki syntezy i grubość warstwy tlenkowej wykazującej najlepsze właściwości fotoelektrochemiczne. Na podstawie przeprowadzonych testów fotoelektrochemicznych udowodniono, że najwyższe wartości fotoprądu podczas naświetlania wykazuje próbka SnO2 osadzona przez 2 godziny przy potencjale -0,8 V vs. NEK, której grubość wynosi ~2,59 ± 0,20 μm.
dc.affiliationpl
Wydział Chemii
dc.areapl
obszar nauk ścisłych
dc.contributor.advisorpl
Zaraska, Leszek
dc.contributor.authorpl
Knapik, Aleksandra
dc.contributor.departmentbycodepl
UJK/WC3
dc.contributor.reviewerpl
Zaraska, Leszek
dc.contributor.reviewerpl
Brzózka, Agnieszka
dc.date.accessioned
2021-06-28T21:34:39Z
dc.date.available
2021-06-28T21:34:39Z
dc.date.submittedpl
2021-06-28
dc.fieldofstudypl
chemia
dc.identifier.apdpl
diploma-146391-228959
dc.identifier.projectpl
APD / O
dc.identifier.uri
https://ruj.uj.edu.pl/xmlui/handle/item/275176
dc.languagepl
pol
dc.subject.enpl
Tin oxide; N-type semiconductor; Cathodic deposition; Annealing; Photoelectrochemical properties
dc.subject.plpl
Tlenek cyny; Półprzewodnik typu n; Katodowe osadzanie; Wyżarzanie; Właściwości fotoelektrochemiczne
dc.titlepl
Katodowe osadzanie nanostrukturalnych warstw SnO2 na powierzchni FTO i badanie ich właściwości fotoelektrochemicznych
dc.title.alternativepl
Cathodic deposition of nanostructured SnO2 layers on FTO surface and investigation of their photoelectrochemical properties
dc.typepl
master
dspace.entity.type
Publication
Affiliations

* The migration of download and view statistics prior to the date of April 8, 2024 is in progress.

Views
12
Views per month
Views per city
Krakow
7
Wroclaw
2
Czernichow
1
Dublin
1
Paredes de Coura
1

No access

No Thumbnail Available