Geri Dön

Kimyasal püskürtme yöntemi ile büyütülen çinko oksit filmlerin yapısal ve optiksel özellikleri üzerine borik asidin etkisinin incelenmesi

Effect of boric acid content on the structural and optical properties of zinc oxide films prepared by spray pyrolysis technique

PDF İndir

  1. Tez No: 409100
  2. Yazar: ZEHRA KAYA
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA ÖZTAŞ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yalova Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya ve Süreç Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 89

Özet

ZnO hem mikroelektronik, hem de optoelektronik uygulamalarda çok ilgi çeken, önemli bir materyaldir. 3,37 eV direkt enerji aralığına sahip, geniş yasak bantlı bir oksit yarıiletkendir. Bunun sonucu olarak, banttan banda geçişler sebebiyle ZnO film, UV radyasyonunu soğurur. Bundan dolayı yarıiletken oksit ince filmler özellikle güneş pilleri, LCD (Liquid Crystal Display)'ler ve ısı aynaları gibi uygulamalarda sıklıkla kullanılır. ZnO ayrıca, yarıiletken çoklu katmanlarda, fototermal çevrim sistemlerinde, gaz sensörlerinde ve optik pozisyon sensörlerinde kullanılır. Sunulan bu tez çalışmasında, güneş hücrelerinin üretiminde kullanıma çok uygun, düşük maliyetli ve geniş alanlara uygulanabilir bir teknik olan kimyasal püskürtme tekniği ile 450oC sıcaklıktaki alt tabanlara Bor kaynağı olarak Borik asit (H3BO3) kullanarak Bor katkılı ZnO filmler hazırlanmıştır ve bu filmlerin özellikleri Bor konsantrasyonunun bir fonksiyonu olarak incelenmiştir. X-Ray analizi ile filmlerin hekzagonal yapı ile uyumlu polikristalin olduğu ve (002) yönünde bir oryantasyonu tercih ettiği belirlenmiştir. Optik bant aralığının, katkısız ve Bor katkılı ZnO filmlerde 3.46 dan 3.29 eV a değiştiği saptanmıştır. Filmlerin Borik asit konsantrasyonuyla ilişkili, enerji bant aralığında ve yapısal özelliklerinde gözlemlenen değişiklikler detaylı olarak tartışılmıştır. Sunulan bu tez çalışmasında, kimyasal püskürtme yöntemi ile elde edilen katkısız ve Bor katkılı ZnO filmlerin yapısal ve optiksel özelliklerinin güçlü bir şekilde Bor konsantrasyonuna bağlı olduğu belirlenmiştir. Özellikle, ZnO filmler arasında en iyi kristal yapıdaki film, %1,0 (B/Zn) katkı oranında görülmüştür. Elde edilen bu film, polikristalin yapıya sahip olduğu ve (002) boyunca iyi tanımlanmış mikroyapılar ile tercihli oryantasyonu gösterdiği belirlenmiştir. Bor katkısı (% 1,0'de) kristalite düzeyinin arttığı saptanmıştır. Fakat yüksek katkı konsantrasyonlarında (%3,0 ve %5,0) filmlerin kristalizasyon düzeyleri, filmlerin yapısal özelliklerini etkileyen yapı içindeki kusurlar olarak bilinen tanecik sınırlarından dolayı en düşük olduğu belirlenmiştir. XRD analizleri ile Bor konsantrasyonunun ZnO filmlerin kristal ve yapısal özellikleri üzerinde önemli rol oynadığı ve %1,0 Bor konsantrasyonunun en uygun Bor miktarı olduğu sonucuna varılmıştır.

Özet (Çeviri)

ZnO is a very interesting material for many different applications in both microelectronic and optoelectronic devices. It is a wide-bandgap oxide semiconductor with a direct energy gap of about 3.37 eV. As a consequence, ZnO absorbs UV radiation due to band-to-band transitions. However, it can be used as transparent conductive oxide (TCO) thin films, mainly for applications such as solar cells, liquid crystal displays and heat mirror. Furthermore, ZnO is used as semiconducting multilayers, photothermal conversion system, gas sensors, and optical position sensors. In the thesis study, Boron doped ZnO films were prepared by spray pyrolysis technique at 450 °C substrate temperature, which is a low cost and large area technique to be well-suited for the manufacture of solar cells, using Boric acid (H3BO3) as dopant source, and their properties were investigated as a function of doping concentration. X-ray analysis showed that the films were polycrystalline fitting well with a hexagonal structure and have preferred orientation in (002) direction. And optical band gap of the undoped and Boron-doped ZnO films were found to vary from 3.46 to 3.29 eV. The changes observed in the energy band gap and structural properties of the films related to the Boric acid concentration are discussed in detail. Inthe thesis study, the structural and optical properties of undoped and doped ZnO films obtained by the spray pyrolysis technique shows that they are strongly dependent on the Boron concentration. Particularly,it was observed that the best crystallinity of ZnO films is obtained at the atomic percentage of dopants in (B/Zn) solution at %1.0. It was determined that the films have polycrystalline structures and show a preferential orientation along (002) with well-defined microstructures. It was observed that Boron incorporation (at 1.0%) caused the crystallinity levels to increase.It was determined that the crystallizationlevelis low at higher doping level (3.0% and 5.0 %) due to the increasing grain boundaries which behave as defects in the structure affecting the structural properties of the films. From the XRD analyses it was concluded that Boron incorporation plays a significant role in the crystalline and structural properties of the ZnO films, and 1.0% Boron incorporations are the most suitable Boron amounts.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    514022

    Kimyasal püskürtme yöntemi ile hazırlanan çinko oksit nanoçubukların üretimi, karakterizasyonu ve boya duyarlı güneş pili uygulamaları

    Production, characterization and dye-sensitized solar cell applications of zinc oxide nanorods prepared by chemical spray pyrolysis method

    MERVE BÜYÜKAYDIN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Mühendislik BilimleriAtatürk Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ERDAL SÖNMEZ

  2. Tez No

    541554

    Flor(F) katkılı ZnO ince filmlerin büyütülmesi, karakterizasyonu ve güneş pili potansiyeli

    Growth and charachterization of F doped ZnO thin films and their solar cell potential

    AHMET ÖZMEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAtatürk Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET YILMAZ

  3. Tez No

    591049

    Püskürtme yöntemi ile hazırlanan çinko oksit ince filmlerine soğuk altlık metodu ile gümüş buharlaştırılarak diyot üretimi ve karakterizasyonu

    Diode production by evaporating si̇lver wi̇th cold substrate method on zi̇nc oxi̇de thin films grown vi̇a spray-pyrolysi̇s method and characterization

    MUHAMMET MANDO

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiRecep Tayyip Erdoğan Üniversitesi

    Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. VAGİF NEVRUZOĞLU

  4. Tez No

    408999

    Fabrication and electrical characterization of sonochemically grown nanostructured ZnO dye sensitized solar cells

    Sonokimyasal metodla büyütülmüş ZnO nano yapılı boya duyarlı güneş pillerinin fabrikasyonu ve elektriksel karakterizasyonu

    TELAT GÜLER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Bilim ve TeknolojiGediz Üniversitesi

    Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. YAVUZ BAYAM

  5. Tez No

    452681

    Caharacterization of cadmiun zinc telluride thin films prepared by magnetron sputtering from asingle target

    Püskürtme yöntemiyle tek targettan büyütülen kadminyum çinko teleryum ince filminin karakterizasyonu

    ALİ AKGÖL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Fizik ve Fizik MühendisliğiAbant İzzet Baysal Üniversitesi

    Atom ve Molekül Fiziği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ERCAN YILMAZ

Geri Dön