Effect of deposition parameters on silicon layers transition from amorphous phase to micro/nano-crystalline phase in different deposition techniques
Farklı uretım metodları kullanılarak büyütülen silisyum tabakalarının amorf fazdan mikro/nano kristal fazına geçişi
- Tez No: 341002
- Danışmanlar: PROF. DR. RAŞİT TURAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 117
Özet
Hidrojenlendirilmiş nano / mikro kristal silisyum (nc-/c-Si:H) ince film malzemeler, Silisyum tabanlı ince film güneş gözeleri teknolojisinin anahtar malzemesidir. Bu filmler ince film güneş gözeleri uygulamalarında kullanılması nedeniyle yüksek oranda ilgi çekmektedir. Özellikle birbiri ardına dizilmiş çoklu Silisyum tabanlı ince film güneş gözeleri uygulamaları için silisyumun amorf fazdan nano / mikro kristal faza geçişi incelenmesi gereken önemli bir süreçtir. Böyle bir faz diyagramı oluşturmak malzemelerin ve göze yapılarının geliştirilmesinde kullanılacak fazların belirlenmesini mümkün kılacaktır. Bu çalışma kapsamında plazma ortamında kimyasal buhar biriktirme, magnetron saçtırma ve elektron demeti buharlaştırma gibi farklı yöntemlerle üretilen amorf silisyum ince film malzemesinin kristalleşme dinamikleri incelenmiştir. Bu birbirlerinden farklı yöntemlerin uygun maliyetliliği, film homojenliği, birikinti hızı ve uygulanabilirliği gibi özellikleri göz önünde bulundurularak birbirlerine göre avantajları ve dezavantajları araştırılmıştır. Her bir teknik için birikinti gücü, basıncı, kaplama süresi, alt taş sıcaklığı ve kullanılan besleme gazinin seyreltilme miktarı gibi parametreler ayrıntılı bir biçimde incelenmiştir. Büyütülen filmlerin yapısal, biçimsel, ışıksal ve elektriksel özellikleri analiz edilmiştir. Silisyum ince filmler cam, kuartz ve silisyum dilimlerin üzerine büyütülmüş olup Raman Spektroskopisi (RS), X-Işını Kırınımı (GIXRD), X-Işını Foto elektron Spektroskopisi (XPS), Ellipsometer (SE), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR), Taramalı Elektron Mikroskopu (SEM), Yüksek Kontrastlı Transmisyon Elektron Mikroskopu (HRTEM) gibi analiz metotlarıyla kontrol edilmiştir. Bu çalışmada Raman Spektroskopi analizinden hesaplanan kristal hacim fraksiyonu yapısal geçişi göstermede ana parametre olarak kabul edilmiştir. Bu araştırmanın sonunda, farklı fiziksel ve kimyasal buhar biriktirme metotları için kristalleşme parametreleri hakkında ayrıntılı ve güvenilir bilgi edinilmiştir.
Özet (Çeviri)
Hydrogenated nano/micro-cystalline silicon (nc-/c-Si:H) thin films are the key materials for Si-based thin film solar cell technology. These films have attracted great attention due to their applications in thin film solar cells. Silicon phase transition from amorphous to nano/micro-crystalline phase is an important phenomenon, especially in progress of Si thin film tandem structured solar cells. It is well-accepted fact that the development of deposition phase diagrams allows phase engineering for systematic improvement of materials and cell structures. In this thesis, crystallization dynamics of the amorphous silicon prepared via different deposition techniques such as magnetron sputtering, electron beam evaporation, CCP-assisted CVD and ICP-assisted CVD have been investigated. The advantages and disadvantages of these production methods have been debated by considering different aspects such as cost efficiency, film uniformity, deposition rate and applicability. For each technique, different deposition parameters such as deposition power, pressure, coating duration, substrate temperature, and source gas dilution were investigated comprehensively. Deposited films were analyzed in structural, morphological, optical and electrical features. Films are deposited on different substrate such as glass, quartz and Si-wafer and basic diagnostic tools like Raman Spectroscopy (RS), Grazing Incidence X-Ray Diffraction (GR-XRD), X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Spectroscopic Ellipsometry (SE), Fourier Transform Infra-Red Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM), High Resolution Transmission Electron Microscopy (HRTEM) are used as complementary methods. Crystalline volume fraction calculated by RS is assumed as the key parameter while defining the structural transition. At the end of this research, general knowledge about the crystallization parameters for different chemical and physical vapor deposition techniques was obtained.
Benzer Tezler
- Plazma destekli kimyasal buhar biriktirme yöntemi ile tantal katkılı elmas benzeri karbon film üretimi ve karakterizasyonu
Production of tantalum doped diamond-like carbon film by means of plasma assisted chemical vapor deposition and its characterisation
NİLÜFER ORHON
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. M. KÜRŞAT KAZMANLI
- Katodik ark plazma işlemi ile CrSi2 yarıiletken filmlerin üretimi
CrSi2 semiconductor film production via cathodic arc plasma deposition
BERİL KOZÇAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÜRGEN
- B4c ilaveli tzm alaşımlarının spark plazma sinterleme (SPS) yöntemi ile farklı tasarımlarla üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of b4c rei̇nforced tzm alloy with different designs prepared by spark plasma sintering (SPS) method
BARIŞ YAVAŞ
Doktora
Türkçe
2020
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLTEKİN GÖLLER
- Application of photoemission spectroscopy in surface characterization of chromium oxide to define oxide phases growing by reactive magnetron sputtering deposition
Fotoemisyon spektroskopisinin reaktif magnetron saçtırma yöntemi ile büyütülen oksitlenmiş krom filmlerin, oksit fazlarının karakterizasyonunda kullanılması
İSMET GELEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Fizik ve Fizik MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN ÖZTÜRK
DOÇ. DR. MUSTAFA ERKOVAN
- LiP-CVD growth of multi-shape monolayer WS2: Determination and investigation of defect domains
Çok şekilli tek katmanlı WS2' ün LiP-CVD ile büyütülmesi: Kusur alanlarının belirlenmesi ve incelenmesi
HASRET AĞIRCAN
Doktora
İngilizce
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLDEM KARTAL ŞİRELİ