Yüklüyor…
Fotovoltaik Uygulamalar İçin ZnO - Cu2O Filmlerinin Ultrasonik Sprey Piroliz Tekniği İle Üretilmesi Ve Karakterizasyonu/
Bu tez çalışması, güneş hücrelerinde kullanılan ince film güneş hücrelerinin önemli bir bileşeni olan Cu2O'nun, toksik olmayan, doğada bolca bulunan bir malzeme olan bakır (II) oksit (Cu2O) ince filmleri olarak geliştirilmesine odaklanmaktadır. n-tipi elektriksel iletkenlik gösteren ZnO ince fi...
| Yazar: | |
|---|---|
| Kurumsal yazarlar: | , |
| Diğer Yazarlar: | |
| Materyal Türü: | Tez |
| Dil: | Türkçe |
| Konular: |
| Özet: | Bu tez çalışması, güneş hücrelerinde kullanılan ince film güneş hücrelerinin önemli bir bileşeni olan Cu2O'nun, toksik olmayan, doğada bolca bulunan bir malzeme olan bakır (II) oksit (Cu2O) ince filmleri olarak geliştirilmesine odaklanmaktadır. n-tipi elektriksel iletkenlik gösteren ZnO ince filmleri tampon katman olarak planlanmış, p-tipi elektriksel iletkenlik gösteren katkısız ve Boron katkılı Cu2O ince filmler, ultrasonik sprey piroliz tekniği kullanılarak cam alttaşlar üzerine büyütülmüştür. Çalışmanın temel amacı, saydam iletken optik malzeme olan kalay katkılı indiyum oksit-In2O3 (ITO) alttaşlar üzerine, tampon katman olarak USP yöntemi ile büyütülen n-tipi ZnO ince filmi üzerine yine USP yöntemi ile büyütülmüş p-tipi Cu2O ince filmlerinin fiziksel özelliklerine boron (B) katkısının etkisini anlamaktır. Bu kapsamda, katkısız Cu2O ince filmlerinin yanı sıra farklı oranlarda B katkılı ince filmler (%3, 6, 9, 12) üzerinde detaylı bir araştırma yapılmıştır. Filmler, 280ºC sıcaklıktaki cam ve ITO kaplı cam alttaşlar üzerine taşıyıcı gaz olarak hava kullanılarak büyütülmüştür. ZnO ve Cu2O ince filmlerinden alınan X-Işını Kırınım Desenleri (XRD) incelendiğinde, ZnO ve Cu2O:B ince filmlerin polikristal kübik yapıda olduğu belirlenmiş ve Cu2O ince filmlerinde (200) kırınım pikinin daha baskın olduğu gözlemlenmiştir. XRD desenlerinden elde edilen verilerle yapılan hesaplamalarda tanecik boyutları incelenmiş, Scherrer ve Modifiye Scherrer formülleri ile kristal büyüklükleri hesaplanmış, katkılama ile kristal büyüklüklerinin 27 nm'den 19 nm'ye kadar küçüldüğü tespit edilmiştir. Yapıya dahil olan boron iyonlarının yapı içerisine yerleşimi ile kristal düzlemlerinin katkılamaya bağlı olarak değişimleri raporlanmıştır. Alınan geçirgenlik ve soğurma spektrumları ile yapılan hesaplamalarda, Cu2O:B filmlerin %60 civarında optik geçirgenliğe sahip olduğunu (500 nm'de) ve katkılama oranının artışıyla bu geçirgenliğin değişmediğini göstermiştir. Soğurma katsayısının (α) 5,76x1014 ile 9,05x1014 arasında değiştiği gözlemlenmiştir. AFM ve SEM görüntüleri ile yapılan yüzey morfolojisi çalışmaları sonucunda, filmlerin homojen bir şekilde kaplandığı ve B katkısına bağlı olarak Cu2O filmlerinin yüzey pürüzlülüğünün (Ra) 9,2 nm'den 11,9 nm'ye değiştiği gözlemlenmiştir. Güneş hücrelerinde kullanılan soğurucu katmanların (Cu2O:B) p-tipi elektriksel iletkenlik gösterdiği belirlenmiş ve Hall Etkisi ölçümleri ile Cu2O:B filmlerin p-tipi iletkenliğe, ZnO filmlerin n-tipi iletkenliğe sahip olduğu tespit edilmiştir. Taşıyıcı konsantrasyonu (n) 2.67x1015 cm-3'ten 3.59x1016 cm-3'e kadar arttığı, mobilite değerlerinin (µ) 13,4 cm²/V.s'den 11,01 cm²/V.s'e değiştiği ve özdirençlerinin katkılama oranına bağlı olarak 1,74x10^2 Ωcm'den 8,21 Ωcm'ye kadar kayda değer bir şekilde azaldığı gözlemlenmiştir. Bu sonuçlar, Cu2O:B ince filmlerinin güneş hücreleri için potansiyel bir soğurucu katman olarak değerlendirilebileceğini göstermektedir. |
|---|---|
| Fiziksel Özellikler: | 79 sayfa ; 30 cm |
| Bibliyografya: | Kaynakça 74-78 sayfa |