Cu-katkılı metal oksit malzemelerin elektriksel özelliklerinin elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EES) ile incelenmesi
Investigation of the electrical properties of cu-doped metal oxide materials by electrochemical impedance spectroscopy (EIS)
- Tez No: 1005999
- Danışmanlar: PROF. DR. EBRU GÜNGÖR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Burdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında ultrasonik kimyasal püskürtme (UKP) tekniği ile cam, ZnO ince film ve p-Si alttaban üzerine büyütülen Cu-katkılı ZnO ince film örnek yapıları hazırlanmıştır. X-ışını kırınımı ölçümleri, katkısız-ZnO ve Cu-katkılı ZnO örneklerin, (002) yönelimli hekzagonal wurtzit kristal yapısında ve yüksek saflıkta üretildiklerini göstermiştir. UV-Vis spektroskopik ölçümler, Cu iyonlarının ZnO yapının optik band aralığını daralttığını, optik geçirgenliğini azaltarak opaklaştırdığını ve limon sarısı renginde bir görünüm kazandırdığını göstermiştir. ZnO örneğin empedansının, Cu iyonlarının etkisiyle arttığı ve üstten basık yarı-çembersel Nyquist empedans eğrisinin düşük frekans bölgesinde kapanmadığı gözlenmiştir. Cu:ZnO/ZnO örnekteki ZnO alttabanın, ZnO-ana malzemedeki Cu katkısının yüksek empedans yaratma etkisini 2 mertebe azalttığı gözlenmiştir. Örneklerin Nyquist empedans eğrilerinin üstten basık yarıçembersel biçimi, yük taşıyıcılarının ideal olmayan-Debye tipi relaxasyon davranışının bir sonucudur. Bu davranış, frekansa bağlı sanal elektrik modülü (M“) ve sanal empedans (Z”) davranışlarıyla da uyumludur. Örneklerin tümü, yüksek frekanslarda artan ACiletkenliğine sahiptir. I-V karakteristikleri, ZnO/p-Si ve Cu:ZnO/p-Si ince film örneklerin tipik p-n eklem yapısına sahip olduğunu göstermiştir. Farklı şiddetlerde aydınlatılmış metal oksit p-n eklem örneklerin, ışığa duyarlı olduğu ve fotovoltaik davranış sergilediği görülmüştür. Bu çalışmada araştırılan Cu:ZnO ince film örnek grupları, metal oksit heteroeklem Güneş pilleri sınıfında değerlendirilebilir. Bu tür oksit tabanlı heteroeklemler genellikle %0,5–%3 aralığında güç dönüşüm verimleri göstermektedir. Bu çalışmada gözlenen yüksek empedans ve tane-sınırı baskın iletim mekanizması bu verim aralığıyla uyumludur.
Özet (Çeviri)
In this thesis, Cu-doped ZnO thin film sample structures were prepared by ultrasonic spray pyrolysis (USP) technique on glass, ZnO thin film and p-Si substrate. Xray diffraction measurements showed that the undoped-ZnO and Cu-doped ZnO samples had a (002) oriented hekzagonal wurtzite crystal structure and high purity. UV-Vis spectroscopic measurements showed that Cu ions narrowed the optical band gap of the ZnO structure, reduced its optical transmittance, made it opaque, and gave it a lemon yellow appearance. It was observed that the impedance of the ZnO sample increased with the effect of Cu ions, and the depressed semi-circular Nyquist impedance curve did not close in the low-frequency region. In the Cu:ZnO/ZnO sample, it was observed that the ZnO substrate reduced the high impedance generation effect of Cu doping in the ZnOhost material by an order of 2. The depressed semi-circular shape of the Nyquist impedance curves of the samples is a result of the non-ideal Debye-type relaxation behavior of the charge carriers. This behavior is also consistent with the frequencydependent imaginary part of electric modulus (M“) and imaginary part of impedance (Z”) behaviors. All samples have increased AC conductivity at high frequencies. I-V characteristics showed that the ZnO/p-Si and Cu:ZnO/p-Si thin film samples have a typical p-n junction structure. It was observed that the metal oxide p-n junction samples illuminated at different intensities are light-sensitive and exhibit photovoltaic behavior. The Cu:ZnO thin film sample groups investigated in this study can be classified as metal oxide heterojunction solar cells.Such oxide-based heterojunctions generally show power conversion efficiencies in the range of 0.5%–3%. The high impedance and grainboundary dominant conduction mechanism observed in this study are consistent with this efficiency range.
Benzer Tezler
- Influence of substrate and environmental conditions on nanoscale patterning of graphene via local anodic oxidation
Alttaşın ve çevresel koşulların lokal anodik oksidasyon aracılığıyla grafen üzerine yapılan nano-desenlemeye etkisi
YAREN SEZEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ONUR ERGEN
- TiB2 coating on different substrates via dual process:CA-PDV and CRTD-Bor
Farklı malzemeler üzerinde çift işlem (KA-FBB, KRTD-Bor) ile TiB2 kaplamasının elde edilmesi
MEHRAN KARIMZADEHKHOEI
Doktora
İngilizce
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLDEM KARTAL ŞİRELİ
PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN
- Investigation of infrared phosphorescence properties of chromium doped lanthanum gallogermanate phosphors sythesized by sol-gel method
Sol-gel yöntemi ile sentezlenen krom katkılı lantan galogermanat fosforlarının kızılötesi fosforesans özelliklerinin incelenmesi
BURCU CAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NURİ SOLAK
- Grafen katkılı CuCr1Zr kompozit malzeme üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of graphene added CuCr1Zr composite material
NİDA KURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Metalurji MühendisliğiSivas Cumhuriyet ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET KUL
- Electric and magneto-transport properties of magnetic and superconductive iron pnictide and skutterudite compounds
Magnetik ve süperiletken demir pniktid ve skutterudit bileşiklerinin elektrik ve magneto-transport özellikleri
MURAT SERTKOL
Doktora
İngilizce
2016
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YILDIRHAN ÖNER