Andmebaasi logo
 

Fabrication of a Prototype Device for Photocurrent Generation Using HfO2-CNT Nanohybrids as the Active Layer

Laen...
Pisipilt

Kuupäev

2020

Kättesaadav alates

05.09.2020

Autorid

Viidalepp, Toivo

Ajakirja pealkiri

Ajakirja ISSN

Köite pealkiri

Kirjastaja

Eesti Maaülikool

Abstrakt

The goal of this Master's thesis was to create a prototype setup in order to measure the photocurrent generated by hybrid nanocomposites like HfO2-carbon nanotube based (CNT). The specifications of the setup were to illuminate a sample with UV and visible light and to be able to measure photocurrent of a few nano-ampere using a conventional multimeter. No portable device for such research activity with the required components and specifications is available presently. It was demonstrated in a previous study, that 1 mg of the nanohybrid can, under strong illumination, produce a photocurrent of about 150 nA, which is on the resolution limit of most multimeters. The study aimed at obtaining current values with high accuracy with two different multimeters available at EMÜ. This was brought about by building a circuit with an operational amplifier that amplifies the voltage drop on a shunt resistor. The resulting voltage is measurable in mV range and corresponds to nA scale of the amplifier input. Four prototypes were developed, and the final prototype has a lighting unit with 339 W/m2 power output and current measurement resolution of 0,01 nA. An integral part of the prototype development was the mitigation of interferences, which were brought down from 50 nA to 1,7 nA.
Selle magistritöö eesmärk oli luua prototüüpseade nanohübriidmaterjalide, nagu HfO2- süsinik-nanotorud (CNT), poolt tekitatud fotovoolu mõõtmiseks. Seadme ülesandeks oli valgustada nanohübriidmaterjali proovi ultraviolett- ja nähtava valgusega ning tavapärase multimeetri abil mõõta mõne nanoampri suurust fotovoolu. Praegu teada olevalt ei ole sellise uurimistegevuse jaoks kaasaskantavaid seadmeid koos vajalike komponentide ja spetsifikatsioonidega saadaval. Ühes eelnevas uuringus tuvastati, et 1 mg nanohübriidmaterjali võib tugeva valgustatuse korral tekitada fotovoolu umbes 150 nA, mis on enamiku multimeetrite lahutusvõime piiril. Uuringu eesmärk oli mõõta nanoamprite suurusjärgus voolu kahe erineva tehnilise tasemega EMÜ-s saadaoleva multimeetri abil. Selle saavutamiseks koostati operatsioonivõimendiga vooluahel, mis võimendab šunttakisti pingelangu, mida saab mõõta multimeetri mV pingevahemikus ja mis vastab võimendi sisendi nA väärtusele. Seadme arendusfaasis valmisid neli prototüüpi ja lõplikul prototüübil on valgustusseade, mille väljundvõimsus on 339 W / m2 ning voolu eraldusvõime 0,01 nA. Prototüübi väljatöötamise lahutamatu osa oli häirete vähendamine, mille käigus vähendati neid 50 nA pealt 1,7 nA peale.

Kirjeldus

Master's thesis Energy Application Engineering

Märksõnad

magistritööd, süsiniknanotorud, amperomeetria, operatsioonivõimendid

Viide

Kollektsioonid