Cu2znsnse4 ince filmlerinin büyütülmesi, schottky diyot ve n-CdS/p-Cu2ZnSnSe4 aygıtlarının üretimi ve karakterizasyonu
Deposition of Cu2znsnse4 thin films, fabrication and characterization of schottky diodes and n-CdS/p-Cu2ZnSnSe4 devices
- Tez No: 474185
- Danışmanlar: PROF. DR. ORHAN KARABULUT
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Pamukkale Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 142
Özet
Bu çalışmada; Cu2ZnSnSe4 (CZTSe) ince filmleri termal ve e-demeti buharlaştırma yöntemleri ile cam tabanlar üzerine büyütülmüştür. Üretilen filmler değişik sıcaklıklarda tavlanarak, yapısal özellikleri XRD, SEM ve Raman analizleri ile incelenmiştir. Yapısal analizler sonucunda iki farklı buharlaştırma yöntemi ile üretilen filmlerin kesterit yapıya sahip olduğu ve tavlama etkisine bağlı olarak daha düzenli yapıya geçerek tanecik boyutlarının arttığı gözlemlenmiştir. Filmlerin elektriksel parametreleri sıcaklığa bağlı iletkenlik ve Hall etkisi ölçümleri ile araştırılmıştır. Yapılan ölçümler sonucunda üretilen tüm filmlerin p-tipi iletkenliğe sahip olduğu, tavlama etkisi ile iletkenliklerinin ve taşıyıcı konsantrasyonlarının arttığı belirlenmiştir. Filmlerin ışığa karşı duyarlılıkları, sıcaklığa bağlı fotoiletkenlik ölçümleri ile incelenmiştir. Numunelerin fotoiletkenliğinin artan ışık şiddeti ile arttığı tespit edilmiştir. Optik soğurma ölçümleri ile filmlerin yasak enerji aralıkları araştırılmış ve tavlama etkisi ile birlikte yasak enerji aralıklarında düşüş gözlenmiştir. Mo/CZTSe/Metal yapısında Schottky diyotları üretilerek; gümüş (Ag), indiyum (In) ve alüminyum (Al) gibi farklı metallerin üst kontak olarak kullanılması ile bu diyotların doğrultucu özellikleri araştırılmıştır. Karanlık ortamda yapılan akım/kapasitans-voltaj ölçümleri ile diyotların elektriksel parametreleri belirlenmiştir. Al metali kullanılarak oluşturulan diyotun doğrultucu özellik göstermediği ve omik davranışa sahip olduğu belirlenmiştir. Ag ve In kontak kullanılarak üretilen Schottky eklemlerinin ise doğrultucu davranış sergilediği tespit edilerek, diyotlara ait bariyer yükseklikleri, taşıyıcı yoğunlukları ve kontak potansiyelleri hesaplanmıştır. Heteroeklem güneş hücreleri, Mo/p-CZTSe/n-CdS yapısında oluşturulmuştur. Karanlık ve aydınlık altında akım-voltaj ölçümleri ile üretilen güneş hücrelerinin diyot özelliği gösterdiği tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, Cu2ZnSnSe4 (CZTSe) thin films have been produced on glass substrates by thermal and e-beam evaporation methods. The structural properties of deposited thin films, annealed at different temperatures, were examined through XRD, SEM and Raman analysis. Structural measurements have indicated that films were kesterite structure, the size of grains and crystallization of the films increased with increasing annealing temperatures. Hall effect and temperature dependent conductivity measurements were used to determine electrical parameters of the films. It is observed that all films having p-type conduction, carrier concentration and conductivity of the samples increases with increasing annealing temperature. In order to study photosensitivity of the films, photoconductivity measurements depending on light intensity were carried out. Photoconductivity of the films increases with increasing intensity of light. The optical band gaps of these films which were determined by optical absorption measurements indicated a slightly decrease with annealing. Schottky diode structures in the form of Mo/p-CZTSe/Metal were fabricated and rectifying properties of these devices were investigated with various top metal contacts such as Ag, Al and In. The electrical parameters of the diodes were determined by dark current/capacitance-voltage measurements. It has been determined that the diode with Al contacts has shown ohmic behavior. The rectifying behavior have been observed for Ag and In top contacts. The barrier heights, carrier densities and contact potentials of the diodes were also calculated. Heterostructures were obtained in the form of Mo/p-CZTSe/n-CdS. Dark and illuminated current-voltage measurements indicated that all samples have shown diode characteristics.
Benzer Tezler
- Growth, characterization and solar cell potential of Cu2ZnSn4 thin films
Cu2ZnSnS4 ince filmlerin büyütülmesi, karakterizasyonu ve güneş pili potansiyeli
SÜLEYMAN KAHRAMAN
- Magnetron sputtering growth of AZO/ZnO /Zn(O,S) multilayers for Cu2ZnSnS4 thin film solar cells: Material and device characterization
Cu2ZnSnS4 ince film güneş hücreleri için AZO/ZnO /Zn(O,S) çoklu katmanlarının mıknatıssal saçtırma ile büyütülmesi: Malzeme ve aygıt karakterizasyonu
FULYA KÖSEOĞLU
Doktora
İngilizce
2017
Enerjiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LÜTFİ ÖZYÜZER
DOÇ. DR. GÜLNUR AYGÜN ÖZYÜZER
- X-ray photoelectron spectroscopy analysis of magnetron sputtered Cu2ZnSnS4 based thin film solar cells with CdS buffer layer
CdS tampon katmanlı mıknatıssal saçtırılmış Cu2ZnSnS4 tabanlı ince film güneş hücrelerinin X-ışını fotoelektron spektroskopi analizi
AYTEN CANTAŞ BAĞDAŞ
Doktora
İngilizce
2017
Enerjiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LÜTFİ ÖZYÜZER
- Growth of cu2znsns4 absorber layer on flexible metallic substrates for thin film solar cell applications
İnce film güneş pili uygulamaları için Cu2ZnSnS4 soğurucu katmanının esnek metalik alttaşlar üzerinde büyütülmesi
ŞEBNEM YAZICI
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Bilim ve Teknolojiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GULNUR AYGUN OZYUZER
- Deposition of Cu-Zn-Sn-Se (CZTSe) thin films and investigation of their device properties
Cu-Zn-Sn-Se (CZTSe) ince filmlerinin üretilmesi ve aygıt özelliklerinin belirlenmesi
ÖZGE BAYRAKLI
Doktora
İngilizce
2018
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET PARLAK