Modelling and experimental study of titanosilicate ETS-10: application for solar cells
Modelleme ve deneysel olarak titanosilikat ETS-10 araştırması: Güneş pilleri uygulamaları araştırmaları
- Tez No: 341023
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BURCU AKATA KURÇ, DOÇ. DR. HANDE TOFFOLİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Metalurji Mühendisliği, Energy, Physics and Physics Engineering, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 157
Özet
Bu tezde Titanosilikat ETS-10in üç farklı model ile yoğunluk fonksiyoneli teorisi kullanılarak, GGA( gradient-corrected approximation) yaklaşımı ile iyon değişiminin Ti-O-Ti kuantum zincirleri uzerindeki yapısal, elektroniksel ve vibrasyonel etkisi araştırılmıştır. Sonuçlar ETS-10in sodyumlu formunda tek-atomluk titanyumoksit zincirlerinde iki eşit olmayan Ti-O bağının varlığına işaret ediyor, literaturdeki deneysel ve teorik calışmalarla örtüşür bir biçimde. Deneysel olarak gozlemlenmiş olan 4.02 eVlik bant yapısı ve ligand-metal yük transferinin yapısı ve spektrali DFT hesaplarıyla da gosterilmiştir. Na+ atomlarının alkali, toprak-alkali ve geçiş metalleriyle kısmi ve tamamen değişimi kuantum zincirlerinin fiziksel yapısını, elektronik yapısını ve vibrasyonel yapısını etkilemektedir. Teorik sonuclar incelendi ve mevcut deneysel çalışmalarla karşılaştırıldı. DFT sonuclarının destekleyici kanıtlarla sağlanması için deneyler gercekleştirildi. Deneysel sonuçlar simulasyonlarla ciddi benzerlikler gosterdi. İyon değişiminin deneysel ve teorik etkisi tartışıldı. Farklı katyonların ETS-10 üzerindeki her türlü fiziksel etkisi geniş kapsamlı olarak incelendi. Elde edilen deneysel ve teorik bilgi ışığında güneş enerjisi araştırmaları gerçekleştirildi. Uygulama kısmındaki deneysel olarak açıklaması çok zor olan bir takım önemli değişimler teorik olarak tartışıldı. Teorik çalışmalar ve güneş enerjisi araştırmaları göstermektedir ki ETS-10 iyon değişimi ile değistirilebilir bant yapısına sahiptir bunun yanında ETS-10 ile oluşturulmuş boya duyarlı güneş hücrelerindeki yük döngüsünün geliştirilmesi gerekmektedir.
Özet (Çeviri)
Density functional theory (DFT) calculations within the gradient-corrected approximation (GGA) have been carried out on three models of ETS-10 with the aim to elucidate the effect of ion exchange on the structural, electronic and vibrational properties of the Ti-O-Ti quantum wire. Our data are reveal the presence of two inequivalent Ti-O bonds along the chain in the ETS-10 sodium form, in agreement with past theoretical and experimental studies. The nature and spectral position of the ligand-to-metal charge transfer transition experimentally observed at 4.02 eV is also well accounted for by our DFT calculations. Partial and full exchange of Na+ cations with alkaline, earth-alkaline and transition metal ions affect both structural, electronic and vibrational properties of the quantum wire. The theoretical results have been rationalized and compared with recent experimental data. In order to clarify the theoretical data revealed from DFT studies, experimental setup was arranged. Experimental data show significant similarities with simulation results. Effect of ion-exchange at ETS-10 was discussed both experimentally and theoretically. Effects of different cations with very broad range of physical properties were discussed. In the guidance of theoretical and experimental analyses, solar cell studies were discussed. Important variancesin the application part, which is very challenging to explain experimentally, was tried to reveal. Theoretical studies and solar cell results reveal that ETS-10 has a tunable band gap with ion exchange process, while charge cycle of ETS-10 in DSSC geometry should be improved.
Benzer Tezler
- Modelling and experimental study of low frequency and radio frequency radition from electronic devices
Elektronik sınavlardan yayılan düşük frekans ve radyo frekans (yüksek frekans) yayılımların ölçülmesi ve modellenmesi
HASAN KOÇER
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELİM ŞEKER
- Modelling and experimental study of electrostatic discharge
Elektrostatik deşarjın modelleme ve deneysel çalışması
FATMA ÜLKÜ GAYRETLİ
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELİM ŞEKER
- Süperiletken manyetik yataklı volan sisteminin modellenmesi ve deneysel çalışması
Modelling and experimental study of superconducting magnetic bearing flywheel system
BAYRAM MEMİŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELİM SİVRİOĞLU
- 1550 nm dalgaboylu pasif mod kilitli bir yariiletken lazerin modellenmesi ve incelenmesi
Modelling and examination of 1550 nm wavelength passively mode locked a semiconductor laser
RUKİYE AKSAKAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiErzurum Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜLENT ÇAKMAK
- PE yakıt pilinin deneysel olarak incelenmesi ve modellenmesi
Modelling and scientific study of PEM fuel cell
AHMET EREN KILIÇOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiNiğde ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
YRD. DOÇ. DR. HALİS ALTUN