Semiconductor quantum dots driven by radiative and nonradiative energy transfer for high-efficiency hybrid leds and photovoltaics
Yarı iletken nanokristal kuvantum noktacıkların ışımalı ve ışımasız enerji transferi kullanımı ile verimliliği artırılmış melez ışık yayan diyotlar ve güneş gözeleri
- Tez No: 286294
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Science and Technology, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 184
Özet
Günümüzde dünyanın enerji ihtiyacı şimdiye kadar hiç ulaşılmamış tüketim seviyelerine çıkmış bulunmaktadır. Yapılan tahminlere göre dünyadaki hızlı büyüme ve globalleşme enerji tüketimini gelecekte daha da artıracaktır. Bilim dünyası daha verimli enerji üretim ve kullanım teknolojileri geliştirebilmek için yoğun bir uğraş vermektedir. Işık ve elektronik teknolojilerini birleştiren optoeletronik dalı, güneş gözeleri ve ışık yayan diyotlar ile enerji üretim ve kullanım problemine verimli çözümler sunmaktadır. Bu tezde, yarı iletken nanokristal kuvantum noktacıklarının ışımalı ve ışımasız enerji transferi özelliklerini kullanarak, güneş pillerinin ve ışık yayan diyotların verimliliklerini artırmaya yönelik çalışmalar önerdik ve uygulamalarını gösterdik. Nano-sütun mimarisine sahip mavi ışıyan diyotları daha uzun dalga boyunda ışıyan nanokristaller ile melezleştirerek, nano-sütun yapısının sağladığı üstün mimari özellikleri sayesinde, diyotların yapı taşı kuvantum kuyular ile kuvantum noktacıkları arasında şimdiye kadar bilgimiz dahilinde rapor edilmiş en yüksek % 83'lük enerji transfer verimliliğini elde ettik. Bu sayede, renk dönüştürücülü ışık yayan diyotlar için gelecek vaadeden melez tasarımlar önerdik. Bundan başka, yük pompalaması metodu ile çalışan nanokristal tabanlı ışık yayan diyotlarda yaşanan yük sürme problemine çözüm olarak özgün ve yeni bir metot geliştirdik. Işımasız enerji transferi sayesinde uyarım enerjisini doğrudan nanokristallere pompalayarak elektro-ışıma yapapabilen nanokristal tabanlı ışık yayan diyotları geliştirdik. Son olarak, silisyum tabanlı güneş pillerinin temel sorunlarından biri olan kısa dalga boyundaki ışığın verimsiz dönüştürülmesi problemine çözüm olarak nano-sütun yapısında olan silisyum güneş gözelerinin ışığı yüksek dalga boyuna çeviren nanokristaller ile birleştirilmesini gösterdik. Nano-sütun yapısı sayesinde, ışığın sütunlar arasına hapsedilmesinden dolayı, klasik düz mimarilere göre kısa dalga boyunda çok daha fazla iyileştirme sağladık.
Özet (Çeviri)
Today the world energy demand has overtaken unprecedented consumption levels, which have never been reached before in the history of the world. The current trends indicate that the increasing demand for energy will tend to continue at an increasing pace in the coming decades due to worldwide globalization and industrialization. Scientific community is challenged to devise and develop fundamentally new technologies to cope with the energy problem of the world. To this end, optoelectronics can offer several solutions for energy efficiency both in light harvesting and generation. In this thesis, we propose and demonstrate enhanced light generation and harvesting by utilizing both radiative and nonradiative energy transfer capabilities of semiconductor nanocrystal quantum dots, which are profited for the development of novel hybrid devices combining superior properties of the constituent material systems. One of our proposals in this thesis relies on grafting nanostructured light emitting diodes with nanocrystal quantum dots to realize highly efficient color conversion. To the best of our knowledge, we report the highest nonradiative energy transfer efficiency of 83% obtained at room temperature for this type of color-conversion light emitting diodes owing to the architectural superiorities of their nanostructure. In another proposal, we addressed charge injection problems of electrically pumped nanocrystal-based light emitting diodes. We proposed and demonstrated the utilization of novel excitonic injection scheme to drive such LEDs of nanocrystals, which may become prominent especially for the display technology. Finally, we proposed and implemented quantum dot down-conversion layers in nanostructured silicon solar cells to benefit the advantages of their nanostructured architecture. We have shown that nanostructured silicon solar cells lead to stronger enhancements compared to the planar counterparts.
Benzer Tezler
- Design and implementation of nanophotonic architectures using smart-self assembly of colloidal nanomaterials
Koloidal nanomalzemelerin akıllı kendinden dizilimi ile nanofotonik mimarilerin tasarımı ve uygulaması
ZEYNEP ŞENEL
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAbdullah Gül ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ TALHA ERDEM
- Kuantum noktaların elektrik ve gerinim alanları etkisi altında modellenmesi ve tasarımı
Modeling and design of quantum dots under the effect of electric and stress field
NUR SEDA AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ERSİN EMRE ÖREN
- Novel biocompatible quantum dots and nanoengineered assemblies for optoelectronic neural interfaces
Optoelektronik nöral arayüzleri için yeni biyouyumlu kuantum noktaları ve nanoteknolojik birleşimler
HOUMAN BAHMANI JALALI
Doktora
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiBiyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEDAT NİZAMOĞLU
- Investigation of II-VI semiconductor quantum dots for sensitized solar cell applications
Başlık çevirisi yok
SABİT HOROZ
Doktora
İngilizce
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiUniversity of WyomingAstronomi ve Astrofizik Ana Bilim Dalı
PROF. JINKE TANG
- Synthesis and characterization of semiconductor colloidal quantum dots and quantum wells for optoelectronic devices
Optoelektronik aygıtlar için yarıiletken kolloidal kuantum noktaları ve kuantum kuyularının sentezi ve karakterizasyonu
YEMLİHA ALTINTAS
Doktora
İngilizce
2018
EnerjiAbdullah Gül ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EVREN MUTLUGÜN