این تحقیق به منظور بررسی عوامل ترمودینامیکی و سینتیکی بر ایجاد پوشش?های نانوساختار دی اکسید تیتانیم در فرایند سل ژل و استفاده از آنها در ساخت پیل خورشیدی فعال شده با رنگ انجام شد. بدین منظور در ابتدا تاثیر سه عامل غلظت اولیه، دما و زمان حرارت?دهی بر خصوصیات پوشش?ها مورد ارزیابی قرار گرفت و نتایج به دست آمده با مدل?های ارائه شده برای تشکیل نانوساختارها مقایسه شد. در ادامه پوشش?های نانوساختار دی اکسید تیتانیم توسط فرایند نوین خودسامانی بر اثر تبخیر ایجاد شدند و تاثیر پارامترهای فرایند بر خواص آنها بررسی گردید. سپس شرایط پوشش?دهی برای ایجاد پوشش با خواص مناسب بهینه سازی شد. به منظور بررسی تاثیر حضور یون?های نیتروژن و پالادیم در شبکه دی اکسید تیتانیم پوشش?های بهینه توسط این یون?ها در غلظت?های مختلف آلاییده شدند و خصوصیات ساختاری، سطحی و نوری آنها مورد مطالعه قرار گرفت. علاوه بر این ذرات سولفید کادمیم و سلنید کادمیم نانوساختار نیز به منظور فعال سازی به طور جداگانه برروی پوشش?ها به روش رسوب?دهی در حمام شیمیایی ایجاد شدند و تاثیر این ذرات بر خواص نوری پوشش?ها ارزیابی گردید. در نهایت سه دسته پیل خورشیدی فعال شده با رنگ با استفاده از این پوشش?ها ساخته شد. در دسته اول از پوشش?های دی اکسید تیتانیم ساده به منظور بهینه سازی شرایط پیل و به دست آوردن بهترین بازده استفاده شد. در دسته دوم از پوشش?های دی اکسید تیتانیم آلاییده شده با یون?های نیتروژن و پالادیم برای یافتن تاثیر هر یک از عناصر بر بازده پیل استفاده گردید و در دسته سوم از پوشش?های دی اکسید تیتانیم فعال شده با ذرات سولفید کادمیم و سلنید کادمیم نانوساختار به منظور بررسی تاثیر این ذرات استفاده شد.

اعمال پوشش های نازکی از فلزات نرم بین سطوح لغزشی به دلیل استحکام برشی و سختی کم موجب روانی حرکت می شود. در این پژوهش برای ایجاد پوشش های روانکار جامد از ایندیم و سرب رور نمونه های فولادی استفاده شد. پوشش دهی به روش رسوب فیزیکی بخار (pvd) و توسط فرایندهای تبخیر در خلاء و رسوب یونی صورت گرفت و تاثیر پارامترهای فرایند شامل دمای زیر لایه، فشار گاز محفظه و ولتاژ اعمالی بر رفتار تریبولوژیکی، بافت و مورفولوژی پوشش ها ارزیابی شد. رفتار تریبولوژیکی پوشش ها با استفاده از آزمون بین روی دیسک بررسی شدو بافت و مورفولوژی پوشش ها به ترتیب توسط پراش پرتوایکس (xrd) و میکروسکوپ الکترونر رویشی (sem) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که پوشش های ایجاد شده باعث کاهش ضریب اصطکاک تا کمتر از 1/0 می شوند و در بین این پوشش های رسوب یونی روانکاری و عمر سایشی بیشتری نسبت به پوشش های تبخیر در خلاء از خود نشان می دهند. افزایش شدت پلاسما توسط ولتاژ اعمالی به زیر لایه موجب بهبود خواص روانکاری و عمر سایشی پوشش های رسوب یونی می شود. پوشش های ایندیم به دلیل برش آسان؟، ضریب اصطکاکک کمتری ایجاد می کنند اما عمر سایشی آن ها نسبت به سرب کوتاه تر است، علاوه بر ایندیم و سرب، پوشش های آلیاژی in--30%pb, in-10%pb و in10%pb به روش رسوب یونی ایجاد شد و آزمون ها نشان داد که خواص روانکاری و سایشی آن ها بین پوشش های ایندیم و سرب خالص قرار دارد. بررسی مسیر سایش پوشش ها مشخص ساخت که مکانیزم روانکاری پوشش های تبخیر در خلاء از نوع لغزش روی سطح پوشش و در پوشش های رسوب یونی از نوع لغزش در داخل پوشش است. افزایش دمای زیرلایه در پوشش های تبخیر در خلاء موجب شکل گیری بافت صفحات با انرژی سطحی بالا شده و تخلخل پوشش کاهش می یابد و در دمای نزدیک نقطه ذوب که دانه ها به صورت هم محور در می آیند بافت حالت تصادفی پیدا می کند. در فرایند رسوب یونی به علت وجود پلاسما شدت بافت کاهش می یابد و با افزایش فشار گاز محفظه صفحات با انرژی سطحی بالبا بافت غالب را تشکیل داده و اندازه دانه ها ریزتر می شود و با افزایش ولتاژ اعمالی صفحات با انرژی سطحی پایین شدت قوی تری بدست می آورند و اندازه دانه ها درشت تر می شود. بررسی تاثیر بافت بر روانکاری پوشش ها مشخص ساخت که شکل گیری بافت (111) در پوشش های تبخیر در خلاء سرب موجب کاهش ضریب اصطکاک و پایداری بیشتر آن شده اما در پوشش های رسوب یونی به علت کاهش شدت بافت و افزایش تخلخل ساختار، مورفولوژی پوشش تاثیر آشکارتری بر ضریب اصطکاک می گذارد.