Investigation of electrical and optical properties of Ag-In-Se based devices
Ag-In-Se tabanlı aygıtların elektiriksel ve optik özelliklerinin tespit edilmesi
- Tez No: 268453
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET PARLAK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 111
Özet
Üçlü kalkopirit bileşik yarıiletkenler, polikristal ince film güneş pili yapılarında büyük ilgi sahibidirler. En yaygın olarak kullanılanları CuInSe2 ve CuInGaSe2 yapılarıdır, ancak yapıdaki bakır atomlarının difüzyon problemleri vardır. Diğer taraftan, AgInSe2, CuInSe2 göre çeşitli avantajlarıyla, umut verici bir malzeme olarak görünmektedir. Bu çalışmanın amacı Ag-In-Se ince film tabanlı farklı-yapı aygıtlarının üretimi ve üretim sonrası yöntemlerini araştırmak ve optimize etmektir. Bu çalışmada Ag-In-Se ince filmler cam, ITO kaplı cam ve Si yonga alttaşlar üzerine ısıl buharlaştırma ve RF/DC saçtırma yöntemleriyle biriktirildi. Aygıtların yapısal, elektiriksel ve optik özellikleri araştırıldı.Isıl buharlaştırılmış filmlerin XRD ölçümleri, büyütme sonrası filmlerin düzensiz yapıda olduklarını gösterdi. AIS filmler, azot altında tavlamayla, n tipi iletkenlikle birlikte, AgIn5Se8 ve ??I n2Se3 çoklu fazlarını içeren polikristal yapıya dönüştü. p-Si/n-AIS farklı-eklemler üstel 4 derece doğrultma faktörü ile oldukçaiyi diyot davranışı gösterdi. Azot atmosferi altında tavlama, aygıtların seri direncini düşürdü ve güneş pili çevirim verimi ve doldurma çarpanını sırasıyla n=2.6% ve FF=63'e kadar yükseltti. Katman-katman saçtırılmış AIS filmlerin XRD ölçümleri, büyütme sonrası filmlerin düzensiz yapıda olduklarını gösterdi. AIS filmler selenyum ortamında 300oC sıcaklıkta tavlandı ve istenilen p tipi iletkenlikte tek-faz AgInSe2 elde edildi. n-Si/p-AIS farklı-eklemler üstel 6 derece doğrultma faktörü ile çok güzel diyot davranışı gösterdi. Ç alışmanın sonuçları gösterdiki; AIS ince filmler güneş foton enerji maksimumu ile eşleşen fototepki maksimumuna sahiptir. Aygıtların yüksek seri direnci, eklemdeki yeniden birleşimi artırır ve bu düşük güneş çevirim verimi ile sonuçlanır. AIS ince fimlerin yeterli elektiriksel, optik ve yapısal özellikleri ortaya çıkarır ki p-AIS ince filmler CdS gibi uygun bir pencere katmanıyla güneş pili soğurucu katmanı olarak kullanılabilir.
Özet (Çeviri)
Ternary chalcopyrite compound semiconductors have received much attention as the absorbing layers in the polycrystalline thin film solar cell structures. Most widely used one is CuInSe2 and CuInGaSe2 structures, but there are some diffusion problems with copper atoms in the structure. On the other hand, AgInSe2 is promising material with several advantages over the CuInSe2. The aim of this study was to investigate and optimize the production and post-production methods of the Ag-In-Se thin film based heterostructure devices. In this study Ag-In-Se thin films were deposited on glass, ITO coated glass and Si wafer substrates by thermal evaporation and RF/DC sputtering methods. The structural, electrical and optical properties of the devices were investigated.The XRD measurements of the thermally evaporated films showed that as-grown films in amorphous nature. By annealing the films under nitrogen atmosphere, the AIS films turn to polycrystalline structure which including AgIn5Se8 and ??In2Se3 multi-phases with n-type conductivity. p-Si/n-AIS heterojunctions showed very good diode behavior with 4 order rectification factor. Annealing under nitrogen atmosphere decreased the series resistance of the devices and calculated solar cell conversion efficiency and fill factor of devices increased up to n=2.6% and FF=63, respectively.The XRD measurements of layer-by-layer sputtered AIS films were showed that as-grown films amorphous in nature. The AIS thin films were annealed at 300oC temperature under selenium ambient and mono-phase AgInSe2 with desired p-type conductivity were obtained. n-Si/p-AIS heterojunctions showed very good diode behaviors with 6 order rectification factor.The results of the study showed that AIS thin film has a photoresponce maximum which is exactly matching with solar photon energy maxima. High series resistance of the devices increases the recombination in the junction and this results in the lower solar conversion efficiency. The adequate electrical, optical and structural properties of the AIS thin films reveals that p-AIS thin films could be used as a solar cell absorber layer with an appropriate window layer, such as CdS.
Benzer Tezler
- Elektrokimyasal depozisyon yöntemiyle üretilen ın: CdSe ince filmlerinin yapısal, elektriksel ve optik özelliklerine Se konsantrasyonun etkisinin incelenmesi
The investigation of effect of Se concentration on the structural, electrical and optical properties of in: CdSe thin films produced by electrochemical deposition method
GÜRKAN DEĞDAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET PEKSÖZ
- CuxBiyTez nanofilmlerin elektrokimyasal potansiyel altı kodepozisyon metodu ile sentezi, karakterizasyonu ve potansiyel güneş pili uygulamasının araştırılması
Synthesis of CuxBiyTez nanofilms via electrochemical codeposition method, characterization and investigation of potential solar cell application
MURAT BUĞRA KARAKUZU
- Investigation of InSe thin film based deviges
İnSe ince film tabanlı aygıtların incelenmesi
KORAY YILMAZ
Doktora
İngilizce
2004
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET PARLAK
PROF. DR. ÇİĞDEM ERÇELEBİ
- Investigation of structural, electrical and optical properties of Cu1-XAgXInSe2thin films as a function of x content
Cu1-XAgXInSe2 ince filmlerinin yapısal, elektriksel ve optiksel özelliklerinin x içeriğinin bir fonksiyonu olarak incelenmesi
HASAN HÜSEYİN GÜLLÜ
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Bölümü
PROF. DR. MEHMET PARLAK
- Ag:ZnO fotosensörlerin üretilmesi ve elektriksel karakterizasyonu
Fabrication and electrical characterisation of Ag: ZnOphotosensors
TUĞRUL YAVUZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiKırklareli ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BURHAN COŞKUN
DOÇ. DR. TARIK ASAR