Geri Dön

Growth, characterization and solar cell potential of Cu2ZnSn4 thin films

Cu2ZnSnS4 ince filmlerin büyütülmesi, karakterizasyonu ve güneş pili potansiyeli

PDF İndir

  1. Tez No: 382491
  2. Yazar: SÜLEYMAN KAHRAMAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. HÜSNÜ SALİH GÜDER
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Enerji, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Energy, Physics and Physics Engineering, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2013
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Mustafa Kemal Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 170

Özet

Bu çalışmada Cu2ZnSnS4 ince filmleri aşamalı iyonik tabaka adsorpsiyon-reaksiyon (SILAR) ve sol-jel spin kaplama yöntemleri ile üretildi. Cu/Sn başlangıç molarite oranları, depolama döngü sayıları, stabilizer konsantrasyonu, sülfür basıncı ve sülfürizasyon sıcaklığı parametreler optimize edilmeye çalışıldı. Yapılan karakterizasyonlar neticesinde CZTS fazının elde edildiği ispatlanarak başlangıç çözeltilerdeki bakır molaritesinin filmlerin kristal yapısını ve morfolojisini ciddi oranda etkilediği belirlendi. Başlangıç bakır molarite değeri stokiyometrik değerin altında olduğu durumlarda filmlerin kristal yapılarının bozulmaya başladığı, aksi durumda film yapısı içerisinde Cu2-xS ikincil fazının oluştuğu tespit edildi. Ayrıca büyütme çözeltisindeki stabilizer konsantrasyonunun sürekli bir film elde etmede önemli rolü olduğu tespit edildi. Sol-jel yöntemiyle elde edilen filmlerde, dietanolamin molaritesi 1.3, sülfürizasyon basıncı 1.4 atm olduğu durumda yaklaşık 2 µm büyüklükte tanelere sahip filmler elde edildi. Filmlerin foto-verimlilik değerleri %0.1-12 aralığında tespit edildi. Sonuç olarak çevreci ve ucuz bir güneş pili soğurucu katmanı olarak CZTS ince filmlerinin SILAR ve sol-jel ince film büyütme yöntemleri ile büyütülme şartları optimize edilmiş, yüksek verimli, ticarileştirilebilir düzeyde CZTS tabanlı güneş pilleri üretilebilmesi konusunda literatür altyapısı oluşturulmuştur.

Özet (Çeviri)

In this study Cu2ZnSnS4 thin film solar absorbers were obtained via successive ionic layer adsorption-reaction (SILAR) and sol-gel spin coating methods. In SILAR method, deposition conditions such as Cu/Sn initial ratio, number of deposition cycles and the role of sulfurization temperature were optimized. The effects of stabilizer content, sulfur pressure and sulfurization temperature were investigated in sol-gel method. The characterizations proved the formation Cu2ZnSnS4-type phase in all samples. Copper molarity in the precursor solutions significantly affected morphology and crystallinity of the films. The copper molarity below the stoichiometric value decreased the crystallinity while the higher molarity caused formation of Cu2-xS secondary phase. Moreover, as a stabilizer, diethanolamine concentration in the growth solution has been found to be crucial to obtain void/crack-free films. The grain size of about 2 micron was achieved when the DEA concentration was 1.3 in precursor solution and sulfurization pressure of 1.4 atm. The photo-conversion efficiency of the films changed from 0.1 to 12%. As a conclusion, deposition conditions of CZTS absorber thin films in SILAR and sol-gel spin coating method were optimized. A contribution to the literature was made for marketable CZTS based solar cells with high efficiency.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    523485

    Optimization of Cu2ZnSnS4 absorber layers via sulfurization of electrodeposited Cu-Zn-Sn precursors for photovoltaic applications

    Başlık çevirisi yok

    BEGÜM ÜNVEROĞLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Kimya MühendisliğiUniversity of Virginia

    Dr. GIOVANNI ZANGARI

  2. Tez No

    839969

    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

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    KimyaHacettepe Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GÜLÇİN BOLAT TOPÇU

  3. Tez No

    338422

    Growth and characterization of indium rich indium-gallium-nitride solar cell epitaxial structures by metal organic chemical vapor deposition

    İndium oranı yüksek iniıum galyum nitrat güneş pili epitaksiyel yapılarının metal organik kimyasal buhar biriktirme yöntemi ile büyütülmesi ve karakterizasyonu

    HÜSEYİN ÇAKMAK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Bilim ve TeknolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN

    PROF. DR. RAŞİT TURAN

  4. Tez No

    398016

    Growth and characterization of sol-gel derived Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) thin-films and beta irradiation effect

    Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) ince filmlerin sol-jel tekniğiyle büyütülmesi, karakterizasyonu ve beta ışınlarının etkisinin incelenmesi

    ŞENGÜL AKYOL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU

    PROF. DR. NİLGÜN BAYDOĞAN

  5. Tez No

    467747

    Endüstriyel atıksuların düşük maliyetli ve yüksek verimli mikrobiyal yakıt hücresi ile arıtımı ve elektrik enerjisi üretimi

    Treatment of industrial wastewaters by low-cost and high-efficiency microbial fuel cell and electricity energy production

    AFŞIN YUSUF ÇETİNKAYA

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Çevre MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Çevre Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BESTAMİ ÖZKAYA

Geri Dön