Geri Dön

Isıl buharlaştırma yöntemi ile elde edilen CZTS filmlerinin incelenmesi

Characterization of CZTS films produced by thermal evaporation technique

  1. Tez No: 483577
  2. Yazar: REMZİ AYDIN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. İDRİS AKYÜZ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Katıhal Fiziği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 115

Özet

Günümüzde fotovoltaik güneş hücresi uygulamalarında sıklıkla soğurucu tabaka olarak kullanılan CdTe ve CuInGaS(e)2 gibi yarıiletken malzemelerin In ve Ga gibi nadir bulunan ve pahalı olan, Cd ve Se gibi zararlı olan elementler içermesi üzerinde durulması gereken bir sorundur. Bu durum uzun vadede, yeni ve alternatif soğurucu tabaka arayışları için araştırmacıların ilgisini çekmektedir. Doğada bol bulunan, zararlı olmayan ve maliyeti düşük elementlerden oluşan Cu2ZnSnS4 (CZTS) yarıiletken filmleri kendilerine has özellikleri ile bu soruna çözüm olabilecek potansiyele sahiptirler. CZTS filmleri birçok özelliği ile umut vaat eden malzemeler olmalarına karşın, CZTS tabanlı güneş hücresi aygıtların verimliliklerinin arttırılması için bu malzeme ile ilgili iyileştirmeler yapılması gerekmektedir. Bu tez çalışmasında; güneş hücrelerinde soğurucu tabaka olarak kullanılabilecek CZTS yarıiletken filmlerinin ısıl buharlaştırma yöntemi ile üretimi ve optimizasyonu amaçlamıştır. CZTS filmleri iki aşamalı bir süreç ile elde edilmiştir. İlk aşamada, bir ısıl buharlaştırma sistemi kullanılarak öncül kaplamalar (ZnS/Sn/Cu) üretilmiştir. İkinci aşamada ise kamara tip bir fırın içerisinde sülfürleme işlemi uygulanarak CZTS filmlerinin üretimi tamamlanmıştır. Elde edilen yarıiletken filmlerin yapısal, optik, yüzeysel ve elektriksel özellikleri detaylı bir şekilde incelenmiştir. Bu incelemelerde, X-ışınları kırınımı, Raman Spektroskopisi, UV-VIS Spektroskopisi, Spektroskopik Elipsometri, Atomik Kuvvet Mikroskopisi, Taramalı Elektron Mikroskopisi ve Dört-uç tekniği gibi yöntemler kullanılmıştır. Bu tez çalışması kapsamında gerçekleştirilen analizler sonucunda; önümüzdeki yıllarda ticarileşme aşamasına geçilmesi beklenilen CZTS tabanlı güneş hücrelerinde soğurucu tabaka olarak kullanılabilecek CZTS filmlerinin üretim parametreleri konusunda önemli çıktılar elde edilmiştir.

Özet (Çeviri)

It is a problem which needs to be addressed that the semiconductor materials such as CdTe and CuInGaS(e)2 frequently used in photovoltaic solar cell applications as absorber layers contain In and Ga which are rare/expensive, Cd and Se which are harmful. In the long run, this case has attracted the attention of researchers to search for new and alternative absorber layers. Cu2ZnSnS4 (CZTS) films which are consisting of elements abundant in nature, low cost and non-harmful have the potential to be a solution to this problem with their unique properties. Despite being a promising material with many features, improvements regarding this material need to be made to increase the efficiency of CZTS based solar cell devices. In this thesis, production and optimization of CZTS films which may be used as absorber layers in solar cells have been aimed. CZTS films have been obtained by a two-step process. In the first step, precursor coatings (ZnS/Sn/Cu) have been produced using a thermal evaporation system. In the second stage, the production of CZTS films has been completed by applying a sulfurization process in a furnace. Structural, optical, surface and electrical properties of the obtained films have been investigated in detail with the help of X-ray diffraction, Raman spectroscopy, UV-VIS Spectroscopy, spectroscopic ellipsometry, atomic force microscopy, scanning electron microscopy and four-point probe techniques. As a result of the studies carried out within the scope of this thesis; significant outputs have been obtained about the production parameters of CZTS films that can be used as absorbing layers in CZTS-based solar cells, which are expected to be commercialized in the coming years.

Benzer Tezler

  1. Fotovoltaik uygulamalar için CZTS (Cu2SnZnS4) ince filmlerin sentezi ve karakterizasyonu

    Synthesis and characterization of CZTS (Cu2SnZnS4) thin films for photovoltaic applications

    ALİ RIZA YILDIRIM

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    EnerjiHacettepe Üniversitesi

    Nanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ABDULLAH CEYLAN

  2. İnce yaygı çinko oksitin ısıl buharlaştırma yöntemi ile büyütülmesi ve yapısal ve optik özelliklerinin araştırılması

    A study of structural and optical properties of thin film zinc oxide grown by thermal evaporation

    DAMLA BULUT

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET HİKMET YÜKSELİCİ

  3. Fotovoltaik uygulamalar için Cu-katkılı Sb2Se3 ince filmlerin elektron demeti ve ısıl eş-buharlaştırma yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu

    Fabrication of Cu-doped Sb2Se3thin films by electron beam and thermal Co-evaporation method for photovoltaic applications and their characterization

    MÜCAHİT FATİH YARAŞLI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    EnerjiBaşkent Üniversitesi

    Enerji Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ NESLİHAN AKÇAY

    DOÇ. DR. ÖZGE SÜRÜCÜ

  4. Silisyum tabanlı organik-inorganik diyotların elektriksel karakterizasyonu

    Electrical characterization of silicon based organic-inorganic diodes

    DİLEK DUYGU ORAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Fizik ve Fizik MühendisliğiAnadolu Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YASEMİN ÇAĞLAR

  5. Thickness effects in hydrogen sorption of magnesium/palladium thin films

    Magnezyum-paladyum ince filimlerde kalınlığın hidrür kararlığına etkisi

    AYSHE GHAREMESHG GHARAVİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü

    PROF. DR. TAYFUR ÖZTÜRK