Geri Dön

Enerji üretimi amaçlı şekilli nanoboyutlu yarıiletkenlerin üretimi ve uygulamaları

Synthesis and applications of shaped nanosize semiconductors for energy production

  1. Tez No: 444180
  2. Yazar: MÜNEVVER ZEYNEP SELÇUK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. İSMAİL BOZ, YRD. DOÇ. DR. MEHTAP ŞAFAK BOROĞLU
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Enerji, Kimya Mühendisliği, Energy, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2016
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Proses ve Reaktör Tasarımı Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 173

Özet

Dünyadaki enerji tüketiminin önemli bir kısmını karşılayan fosil yakıt rezervleri her geçen gün gittikçe azalmaktadır. Dünya nüfusu ve sanayisindeki hızlı artış, insanlığı yeni enerji kaynaklarını keşfetmeye yönlendirmektedir. Tüm bu problemlere önerilen çözümler arasında yenilenebilir enerji kaynakları, ilk sırada yer almaktadır. Uluslararası yarışta, özellikle güneş enerjisinden elektrik enerjisi üretmeye yönelik olarak tasarlanan güneş hücresi teknolojileri ağır basmaktadır. Güneş hücresi teknolojileri yarıiletkenler kullanılarak güneş ışığından enerji elde eden teknolojilerdir. Kadmiyum sülfür (CdS), yüksek elektron mobilitesine ve 2,4 eV direkt bant boşluğu enerjisine sahip olan, en çok çalışılan II-VI yarıiletkenlerinden biridir. N-tipi CdS ince filmleri hibrit güneş pillerinde pencere tabakası olarak sıkça kullanılmaktadır. Bu tez kapsamında CdS ince filmleri“sıralı iyonik tabakalı adsorpsiyon ve reaksiyon (SILAR)”yöntemiyle hazırlanmıştır. SILAR yöntemi, yüksek kalitede substrat ve yüksek vakum gerektirmediği için endüstriyel üretim için uygun bir yöntemdir. Ayrıca geniş alanlara da uygulanabilir. Hibrit güneş pillerinde film kalınlığı ve tanecik dağılımının çok önemli ölçütler olduğu bilinmektedir. SILAR metodu, devir sayısı değiştirilerek kaplama hızının ve kalınlığının kontrol edilebilmesi açısından yararlı bir metottur. Bu tez kapsamında, ITO/CdS/P3HT:PCBM/Ag formunda tersine çevrilmiş yapıda hibrit güneş pilleri üretilmiştir. ITO elektrot ve P3HT:PCBM karışım filminin arasında bulunan CdS filmi SILAR metoduyla sentezlenmiştir. CdS ince filmlerinin yapısal, bileşimsel ve optik özellikleri araştırılmış ve sonuçlar sergilenmiştir. SILAR devri sayısı, çözelti konsantrasyonu, çözelti sıcaklığı, tavlama sıcaklığı gibi değişikliklerin güneş pillerinin ışık altındaki aktivitesine etkisi incelenmiştir. Ayrıca farklı konsantrasyonlarda indiyum katkısının, CdS filmlerinin yapısal, morfolojik ve elementel özelliklerine etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. 35 devir CdS filmiyle hazırlanan ITO/CdS/P3HT:PCBM/V2O5/Ag tersine çevrilmiş yapıdaki hibrit güneş filmi %0,35 verim göstermiştir. 35 devir CdS ince filminin azot atmosferinde 250oC'de tavlanmasıyla elde edilen filmle hazırlanan güneş filminin verimi %0,425 değerine çıkmıştır. CdS ince filmlerine In3+ iyonlarının katkısıyla filmlerin elektriksel iletkenliği arttığı için indiyum katkılı CdS ince filmler ile hazırlanan güneş pillerinin güç dönüşüm veriminde iyileşme gerçekleşmiştir.

Özet (Çeviri)

Reserves of fossil fuels to meet a significant portion of the world's energy consumption are decreasing with each passing day. The rapid increase in world population and the industry leads humanity to discover new energy resources. The renewable energy sources come first between all of the suggested solutions to these problems. In the international competition, solar cell technologies especially designed to produce electrical energy from solar energy are out weighted. Solar cell technologies can produce energy from sunlight with using semiconductors. Cadmium sulfide (CdS) is one of the most studied II-VI semiconductors with a direct bandgap of 2,4 eV and relatively high electron mobility. Thin films of n-type CdS are widely used as a window layer in hybrid solar cells. CdS films have been prepared by successive ionic adsorption and reaction (SILAR) procedure. SILAR method is a convenient for industrial production because it does not require high quality substrate and high vacuum. Also it is appropriate for large area coatings. It is known that the size distribution and thickness of film are critical for hybrid solar cells. SILAR is useful method in terms of the thickness of the film and the deposition rate can be easily controlled by changing the deposition cycles. In this thesis, inverted structure hybrid solar cells, in the form of ITO/CdS/P3HT:PCBM/Ag, were fabricated. CdS films were synthesized between ITO and the blend film of P3HT:PCBM by SILAR method. Structural, compositional and optical properties of these samples were investigated and the results are presented. Effect of number of SILAR cycles, solution concentrations, solution temperatures, annealing temperature was researched on the activities of the solar cells under light. Also, this work aimed to investigate the different concentration and annealing effect of In doping on electrical, structural, morphological and elemental properties of CdS. The inverted hybrid solar cell containing 35 cyclic deposition of CdS with the structure ITO/CdS/P3HT:PCBM/V2O5/Ag exhibited a power conversion efficiency of 0,35%. Enhanced efficiency of 0,425% was obtained by annealing 35 cycle CdS thin film at 250oC in nitrogen atmosphere. The improvement in power conversion efficiency can be obtained by incorporating In3+ into the CdS films because of the increasing the electrical conductivity of the CdS films.

Benzer Tezler

  1. Motion and energy transfer through coupled micro/nano-scale cantilever beams via mechanical resonance absorption

    Mikro/nano-boyutlu ankastre kirişlerde mekanik rezonans absorpsiyonu yardımıyla hareket ve enerji transferi

    ÜNAL DEĞİRMENCİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ERDAL BULĞAN

  2. Investigation of fabrication optimization and physical and mechanical properties of metallic syntactic foams manufactured by cold chamber die casting

    Açık hazneli basınçlı döküm yöntemi ile sintaktik köpük metal üretimi ve optimizasyonu ile fiziksel ve mekanik özelliklerin incelenmesi

    ÇAĞIN BOLAT

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALİ GÖKŞENLİ

  3. Recombinant production and characterization of aquaporin protein isolated from geobacillus thermoleovorans ARTR1 and virgibacillus sp. agtr strains

    Vırgıbacıllus sp. agtr, geobacıllus thermoleovorans ARTR1 suşlarından izole edilen akuaporin proteininin rekombinant üretimi ve karakterizasyonu

    ŞEVVAL UYSALCAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Biyoteknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NEVİN GÜL KARAGÜLER

    DR. ÖĞR. ÜYESİ NACİYE ESRA ATEŞ GENCELİ

  4. A first principle investigation of the effect of vacancies on structural, electronic and magnetic properties of graphene hbn (hexagonal-boron nitride) in-plane hybrid

    Boşluk kusurlarının grafen/HBN (hegzagonal bor nitrür ) düzlem içi hibritinin yapısal, elektronik ve manyetik özelliklerine etkisinin ilk ilkeler yöntemi ile araştırılması

    HABIBU AMINU HUSSAIN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi Üniversitesi

    Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CEM ÖZDOĞAN

  5. Nanofabrikasyon yöntemi ile tarantula cubensis venomutheranekron, kitosan ve hyaluronik asit kaplanan yara örtü materyalinin in vivo uygulanması

    In vivo application of tarantula cubensis venom theranekron, chitosan, and hyaluronic acid coated wound covering material by nanofabrication method

    RÜMEYSA TANER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    BiyomühendislikSüleyman Demirel Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALİL AŞCI

    PROF. DR. ŞULE SULTAN UĞUR