Geri Dön

Fotovoltaik Ge-ZnO nanokompozit ince filmlerin hazırlanması ve fiziksel özelliklerinin araştırılması

Preparation and investigation of physical properties of the photovoltaic Ge-ZnO nanocomposite thin films

PDF İndir

  1. Tez No: 346071
  2. Yazar: JANAN M.ALİ
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ABDULLAH CEYLAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Fotovoltaik, RF magnetron koparma tekniği, ZnO: Ge, Nanokompozit ince filmler, Photovoltaic, RF magnetron sputtering technique, ZnO: Ge, Nanocomposite thin films
  7. Yıl: 2013
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 100

Özet

Bu tez çalışmasında, günümüzde ticari olarak üretilen güneş pillerine alternatif bir yöntem olan ara bant güneş pillerinde kullanılma potansiyeline sahip Çinko- Oksit: Germanyum (ZnO: Ge) nanokompozit ince filmler hazırlanmıştır. Bu yapıların sentezinde RF magnetron kopartma tekniği kullanılmıştır. Geniş yasak enerji aralığına sahip olan yarıiletken ZnO yapısına farklı büyüklüklerde Ge nanoparçacıklar eklenerek ZnO yapısının optik bant genişliği değiştirilerek ZnO: Ge nanokompozit yapının ışığa tepkisi irdelenmiştir. ZnO: Ge nanokompozit yapının elde edilmesi için kuartz ve silikon alttaşlar üzerine farklı kalınlıklarda ZnO ve Ge tabakaları kaplanmış, sonradan tavlama ile Ge katmanın kümelenerek nanoparçacık şeklini alması sağlanmıştır. Standart ve hızlı tavlama yöntemleri ile farklı sıcaklık ve tavlama süreleri ile oluşturulan Ge nanoparçacıkların yapısal, optik ve elektriksel özelliklere etkileri belirlenmiştir. Örnekler X- Işınları kırınımı (XRD) ve X- Işınları fotoelektron spektroskopisi (XPS) ile yapısal analizleri yapılmış, spektrofotometre yardımı ile de optik bant genişlikleri hesaplanmıştır. Optik soğurma ölçümlerinden elde edilen Tauc eğrilerinden Ge nanoparçacıklarının kristal büyüklükleri azaldıkça hazırlanan ince filmlerin yasak enerji aralıkları 3,05 eV?tan 2,88 eVa kadar azaldığı görülmüştür. Nanokompozit örneklerin elektriksel özellikleri, özdirençleri ve taşıyıcı yoğunluklarının belirlenmesi için Van Der Pauw tekniği kullanılarak direnç ve aynı geometride Hall ölçümleri yapılmıştır. Ayrıca karanlık ve aydınlık koşullarda gerçekleştirilen I- V ölçümlerinden, saf ZnO ile Ge katkılanmış ZnO örneklerinin fotoakım değerleri incelenmiş ve ZnO: Ge örneklerinin fotoakımlarının saf ZnO?ya göre 103 kat daha fazla olduğu görülmüştür. Bu sonuç ise gelen ışığın katkılanan Ge nanoparçacıklara bağlı olarak yarı iletkende saf ZnO?ya göre daha fazla elektron boşluk çifti oluşturarak fotoakıma katkıda bulunduğunu göstermektedir.

Özet (Çeviri)

In this study, nowadays an alternative method for commercially produced solar cells, Zinc- Oxide: Germanium (ZnO: Ge) nanocomposite thin films which have the potential of using as the intermediate band solar cells were prepared. RF magnetron sputtering technique was used for the synthesis of these structures. By adding different sizes of Ge nanoparticles into the ZnO wide band gap semiconductor, the optical bandwidth of ZnO is changed and the response of ZnO: Ge nanocomposite structures to light are discussed. In order to obtain ZnO: Ge nanocomposite structure, different thicknesses of ZnO and Ge layers were coated on the quartz and silicon substrates and by post annealing, Ge layers were clustered to take nanoparticle forms. Ge nanoparticles were obtained by applying conventional furnace annealing (CFA) and rapid thermal annealing processes to the nanocomposite thin films, optical and electrical properties were investigated. X- Ray diffraction (XRD) and X- Ray photoelectron spectroscopy (XPS) were used to analyze structural properties of the films and for optical characterizations Spectrophotometry was used to measure the optical band gap of ZnO: Ge films. Optically from Tauc?s plot, which were obtained from the optical absorbance measurements, by decreasing the crystal size of Ge nanoparticles, the band gap of the thin films was decreased from 3.05 eV to 2.88 eV. Electrical properties of nanocomoposite samples, resistivity and carrier concentrations were analyzed by using the Van Der Pauw technique for resistivity measurements and for Hall measurements the same geometry was used to analyze. Also from dark and light I- V measurement, the photocurrent of pure ZnO and Ge doped ZnO samples were investigated and the photocurrent difference of ZnO: Ge were about 103 times bigger than pure ZnO. This result, means that due to the rate of Ge nanoparticles which was doped to the semiconductor, incident light were creates more electron hole pairs than the pure ZnO.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    430906

    Silisyum nanotel dizileri üzerine büyütülen Ge nanoparçacık katkılı ZnO heteroeklem güneş gözelerinin geliştirilmesi

    Development of Ge nanoparticles embedded ZnO heterojunction solar cells grown on silicon nanowire arrays

    ALİ EMRE GÜMRÜKÇÜ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Nanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ABDULLAH CEYLAN

  2. Tez No

    392755

    Çinko-oksit (ZnO) ince filmlerin sentezlenmesi ve fotovoltaik özelliklerinin incelenmesi

    Synthesis and investigation of photovoltaic properties of zinc-oxide thin films

    AHMET MUHAMMED AKBAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    EnerjiHacettepe Üniversitesi

    Nanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ABDULLAH CEYLAN

  3. Tez No

    376142

    p-Si, GaAs ve ge alttaşlar üzerine Al:ZnO filmlerin büyütülmesi; yapısal, optik ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi

    The deposition of Al:ZnO films on p-Si, GaAs and ge substrates: The investigation of structural, optical and electrical properties

    GÜRKAN KURTULUŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERGÜN KASAP

  4. Tez No

    515387

    Efficiency studies of Cu2ZnSnS4 thin film solar cell

    Cu2ZnSnS4 ince film güneş hücrelerinin verim çalışmaları

    ECE MERİÇ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Enerjiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Enerji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. LÜTFİ ÖZYÜZER

    DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜRCAN ARAL

  5. Tez No

    861061

    Solution-processed thin film deposition and characterization of multinarychalcogenides: Towards highly efficient Cu2BaSn(S,Se)4 solar devices

    Solüsyon yöntemiyle sentezlenmiş çok elementli kalkojenitlerin ince film kaplama ve karakterizasyonu: Yüksek verimli Cu2BaSn(S,Se)4 bazlı güneş soğuran cihazlara doğru

    BETÜL TEYMUR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    EnerjiDuke University

    Malzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. DAVİD B.MİTZİ

Geri Dön