Fotovoltaik Güneş Hücrelerinde Kullanılabilecek n-CdS:F Ve p-PbS:Ag İnce Filmlerinin Üretimi Ve Karakterizasyonu
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2017
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Emrah Sarıca
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): VİLDAN BİLGİN
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tez çalışmasında ince film güneş hücrelerinde pencere/tampon katmanı olarak sıkça kullanılan CdS ve soğurucu katman olarak kullanılabilecek PbS ince filmleri ultrasonik spray pyrolysis tekniği ile elde edilerek ince film güneş hücrelerinde kullanılabilirlikleri araştırılmıştır. Bu amaçla katkısız ve farklı oranlarda (%2, 4, 6 ve 8) F katkılı CdS ince filmler 350C sıcaklıkta cam alttaşlar üzerine çöktürülerek F katkısının CdS ince filmlerinin yapısal, morfolojik, elemental, optiksel ve elektriksel özellikleri üzerine etkisi incelenmiştir. Yapısal analizleri sonucunda bütün CdS:F ince filmlerinin hekzagonal kristal yapısına sahip oldukları, F katkısı ile birlikte ortalama kristal büyüklüklerinin arttığı belirlenmiştir. Optik analizleri gerçekleştirildiğinde ince filmlerin geçirgenliğinin F katkısıyla birlikte %55'ten %70'e arttığı görülmüş ve optik metot kullanılarak yasak enerji aralıklarının 2.39–2.42 eV aralığında olduğu tespit edilmiştir. Elektriksel analizler, n-tipi iletkenliğe sahip CdS:F ince filmlerinin elektriksel özdirençlerinin F katkılanması sonucunda arttığını ortaya koymuştur. Çalışmanın diğer aşamasında ise PbS ince filmler, farklı Pb:S derişim oranı içeren başlangıç püskürtme çözeltisi kullanılarak 225C sıcaklıkta cam alttaşlar üzerine çöktürülmüştür. Yapısal analizleri, artan thiourea derişiminin filmlerin yapısal özelliklerini iyileştirdiği ve ortalama kristal büyüklüğünün 11 nm'den 24 nm'ye yükseldiği belirlenmiştir. Optik özellikleri incelendiğinde PbS ince filmlerinin görünür bölge içerisinde oldukça düşük geçirgenliğe sahip olduğu görülmüş ve yasak enerji aralılıklarının 1.18-1.37 eV aralığında olduğu tespit edilmiştir. Bunun yanı sıra, p-tipi iletkenliğe sahip olan PbS ince filmlerinin, artan thiourea derişimi ile birlikte elektriksel özdirencinin 4.78102 cm'den 3.08101 cm'ye düştüğü belirlenmiştir. Çalışmanın son aşaması olarak başlangıç püskürtme çözeltisi içerisine farklı oranlarda (%1, 2, 3 ve 4) Ag eklenerek, PbS ince filmlerin fiziksel özellikleri üzerinde Ag katkısının etkisi incelenmiştir. Yapısal analizler, Ag katkısının filmlerin ortalama kristal büyüklüğünde artışa neden olduğunu göstermiştir. Ayrıca Ag katkısının filmlerin morfolojileri üzerinde önemli bir iyileştirme gerçekleştirdiği tespit edilmiştir. Elektriksel özellikleri incelendiğinde bütün PbS:Ag ince filmlerinin p-tipi iletkenliğe sahip oldukları belirlenmiştir.