The effect of temperature on the properties of NiO thin layers produced by solar pyrolysis spray

Abstract

The goal of this research was to use solar energy to create a thin Nickel Nitrates film (NiO) using the Spray Pyrolysis solar method, as well as to investigate the impact of altering the temperature on the thin film's (structural, optical, and electrical) characteristics. Where Ni (NO3) 2 6H2O has been used. Thin films with a molar concentration of 0.1 mol/L are placed on a glass substrate and utilising a sun oven at various heat temperatures (350 c°, 375 c°, 400 c°, 425 c°, and 450 c°). X-Ray Crystallography (structural characteristics), Ultraviolet–visible spectroscopy (optical properties), and the Four Probe Method were used to examine the characteristics of the thin films (Electrical properties). The materials crystallise in a cubic form, according to the Ultraviolet–visible spectroscopy study. As the film density declines, the thin film crystals follow a preferred orientation (1 1 1), with the spacing between the particles reaching a maximum of 37.7 nm at 450 C°. While UV–visible spectroscopy revealed that the film's permeability rose at a temperature of 400°C, the numbers revealed that the URBACH energy is negatively proportional to the optical gap of the films at different heat temperatures. When spraying the film at a heat temperature of 400 C°, the electrical conductivity achieves a maximum of 0.0057/Cm, according to the Four Probe method study. الهدف من هذا العمل هو استخدام الطاقة الشمسية من اجل انتاج الطبقات الرقيقة لنترات النيكل (NiO) بواسطة تقنية الرش الحراري الشمسي، ثم دراسة تأثير التغيير في درجة الحرارة على الخصائص (البنيوية، الضوئية والكهربائية)، حيث استخدم Ni (NO3)2 6H2O وتم ترسيب الطبقات الرقيقة على ركائز زجاجية بتركيز مولي (0.1 مول / ل) وباستخدام فرن شمسي تحت درجات حرارة مختلفة (350 , 375 , 400 , 425 و450 درجة مئوية) .أجريت دراسة معاينة خصائص الطبقات الرقيقة بتقنية انعراج الاشعة السينية (الخصائص البنيوية)، ومطيافية الاشعة فوق البنفسجية والمرئية (الخصائص الضوئية)، وكذا طريقة المسابر الأربعة (الخصائص الكهربائية) .اظهر التحليل بالأشعة السينية ان عيناتنا تتبلور وفق بنية مكعبة، تعتمد بلورات الطبقات الرقيقة اتجاها مفضلا وفق الاتجاه (1 1 1)، حيث يصل بعد الحبيبات الى حد اقصى (37.7 نانو متر) عند درجة حراري (450 درجة مئوية) مع انخفاض سمك الطبقة .بينما اظهر التحليل بالأشعة فوق البنفسجية والمرئية ان نفاذية الطبقة قد ازدادت في درجة حراري (400 درجة مئوية)، وقد اظهر الحساب عموما ان طاقة URBACH تتناسب عكسيا مع الفجوة الضوئية المانعة (Eg) للشرائح في درجات الحرارة المختلفة .واظهر التحليل بواسطة تقنية المسابر الأربعة ان الموصلية الكهربائية(σ) تصل الى حد اقصى (0.0057 اوم 1- سم1- ) عند رش الشريحة في درجة حرارة (400 درجة مئوية).