نانومقیاس

نانومقیاس

رسوب‌دهی نقاط کوانتومی گرافن به روش الکتروفورتیک (EPD): مروری بر پارامترهای مؤثر، چالش‌ها و کاربرد در افزایش بازده الکترواپتیکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
پژوهشکده نیمه هادی، پژوهشگاه مواد و انرژی
10.22034/ns.2026.2090603.1429
چکیده
چکیده: فرآیند لایه‌نشانی الکتروفورتیکی (EPD) به‌دلیل سادگی و هزینه پایین، روشی کارآمد برای ایجاد پوشش‌های نانوساختاری از نقاط کوانتومی گرافن (GQDs) در ادوات اپتوالکترونیکی است. هدف این مقاله، مرور نظام‌مند مبانی نظری، پارامترهای مؤثر و چالش‌های کلیدی در لایه‌نشانی GQDs با تمرکز بر بهبود بازده سلول‌های خورشیدی است. در این مطالعه، تأثیر فاکتورهای کلیدی نظیر پتانسیل زتا، پایداری کلوئیدی، نوع حلال، ولتاژ، زمان و نوع منبع تغذیه(DC، پالسی وAC ) بر مورفولوژی، ضخامت و شفافیت نوری فیلم‌های حاصل بررسی شده است.

نتایج نشان می‌دهد کنترل دقیق شرایط فرآیندی برای دستیابی به پوشش‌های یکنواخت ضروری است. استفاده از روش‌های پالسی و سوسپانسیون‌های آبی اصلاح‌شده، چالش‌هایی نظیر تشکیل حباب و ناپایداری‌های موضعی را کاهش داده و باعث بهبود جذب فرابنفش و افزایش جریان نوری در لایه‌های تغییردهنده طیف (LDS) می‌شود. اگرچه EPD مسیری امیدبخش برای توسعه پوشش‌های نوری پیشرفته فراهم می‌کند، اما مقیاس‌پذیری صنعتی و کنترل ریزساختار در ابعاد بزرگ همچنان از چالش‌های باز این حوزه محسوب می‌شوند. در نهایت، ترکیب EPD با فرآیندهای رول‌تو‌رول و بهره‌گیری از هوش مصنوعی برای بهینه‌سازی پارامترها به‌عنوان راهکارهای آینده پیشنهاد شده است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Electrophoretic deposition (EPD) of graphene quantum dots: A review of effective parameters, challenges, and applications in increasing electro-optic efficiency

نویسندگان English

Babak Efafi
Nilufar Maali
Fereidon Alikhani Hesari
Semiconductor Department, Materials and Energy Research Center (MERC)
چکیده English

Electrophoretic deposition (EPD) is an efficient method for creating nanostructured coatings of graphene quantum dots (GQDs) in optoelectronic devices due to its simplicity and low cost. The aim of this paper is to systematically review the theoretical foundations, effective parameters, and key challenges in GQDs deposition with a focus on improving the efficiency of solar cells. In this study, the effects of key factors such as zeta potential, colloidal stability, solvent type, voltage, time, and power supply type (DC, pulsed, and AC) on the morphology, thickness, and optical transparency of the resulting films have been investigated.

The results show that precise control of process conditions is essential to achieve uniform coatings. The use of pulsed methods and modified aqueous suspensions reduces challenges such as bubble formation and local instabilities and improves ultraviolet absorption and increases optical flux in the spectrum-shifting layers (LDS). Although EPD provides a promising path for the development of advanced optical coatings, industrial scalability and large-scale microstructure control remain open challenges in this field. Finally, combining EPD with roll-to-roll processes and using artificial intelligence for parameter optimization have been proposed as future solutions.

کلیدواژه‌ها English

Electrophoretic deposition (EPD)
Luminescence downconversion (LDS)
Graphene quantum dots
Electro-optical devices

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 22 شهریور 1405

  • تاریخ دریافت 14 خرداد 1405
  • تاریخ بازنگری 11 مرداد 1405
  • تاریخ پذیرش 22 شهریور 1405