Geri Dön

İki adımlı elektrokimyasal kaplama yöntemiyle yeni nesil Cu2XSnS4 (X= Co+2, Fe+2, Mn+2, Ni+2, Zn+2) ince filmlerinin sentezi ve karşıt elektrot olarak boya-duyarlı güneş pili uygulamaları

Synthesis of Cu2XSnS4 (X= Co2+, Fe2+, Mn2+, Ni2+, Zn2+) thin films by two-step electrochemical deposition method and their use as a counter electrode in dye-sensitized solar cell

PDF İndir

  1. Tez No: 502060
  2. Yazar: ERDİNÇ EROL
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. SAVAŞ SÖNMEZOĞLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 87

Özet

Bu tez çalışmasında, iletken bir cam yüzeyine iki adımlı elektrokimyasal kaplama yöntemiyle büyütülen Cu2XSnS4 (X= Co+2, Fe+2, Mn+2, Ni+2, Zn+2) ince filmlerinin karakterizasyonu ve bu ince filmlerin boya duyarlı güneş pillerinde (BDGP) karşıt elektrot olarak kullanımı araştırılmıştır. X-ışını kırınımı (XRD) ve RAMAN spektroskopisi analizlerinden ince filmlerinin yüksek saflık ve kristalitede oldukları, ikincil fazları içermedikleri anlaşılmıştır. İnce filmlerin morfolojik özelliklerini incelemek amacıyla taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılmıştır. SEM sonuçları filmlerin altlık malzemesi yüzeyine iyi tutunduklarını ve Cu2CoSnS4 (CCTS), Cu2FeSnS4 (CFTS) ve Cu2MnSnS4 (CMTS) filmlerinde tanecikli yapıların Cu2NiCoSnS4 (CNTS) ve Cu2ZnSnS4 (CZTS) filmlerine oranla daha belirgin boyutlarda olduğunu göstermiştir. Döngülü voltametre (CV) analiz sonuçlarından Co elementinin yüksek iletkenliğe sahip olması nedeniyle CCTS ince filminin dış devreden üzerine gelen yükleri hızlı bir şekilde sıvı elektrolite geri kazandırarak diğer ince filmlere göre daha iyi bir elektro-katalitik özellik gösterdiği anlaşılmıştır. Dahası, akım yoğunluğu-gerilim (J-V), gelen fotonu akıma dönüştürme verimi (IPCE), açık devre voltaj bozunumu (OCVD) ölçümlerinde en iyi performansı CCTS karşıt elektrotu ile üretilen BDGP göstermiştir. Bu sonuçlar, Co elementinin yüksek iletkenliği ve altlık yüzeyine iyi tutunması ve küçük iyon çapı sayesinde sıvı elektrolit ile etkileşim için daha geniş yüzey alanı sağlayarak elektron transfer hızının artması gibi özelliklere atfedilebilir. CXTS ince filmlerinin güneş pili verimlilik değerleri ise CCTS numunesi için beklenildiği gibi daha yüksek (% 5,55) ve CFTS numunesi de ona yakın bir değer (% 5,14) göstermiştir. Diğer BDGP'ler için bu değerler; CMTS (% 2,87), CNTS (% 4,44) ve CZTS (% 3,77) olarak bulunmuştur. Sonuç olarak bu tez çalışmasında, kolay ve ucuz bir üretim metodu olan iki adımlı elektrokimyasal kaplama yöntemi ile üretilen CXTS ince filmlerinin BDGP uygulamaları için uygun birer aday olabileceği kanıtlanmıştır.

Özet (Çeviri)

In this thesis, the characterization of Cu2XSnS4 (X= Co2+, Fe2+, Mn2+, Ni2+, Zn2+) thin films grown by a two step electrochemical deposition method on a conductive glass surface and the use of these thin films as counter electrode in dye sensitized solar cell (DDSC) have been investigated. X-ray diffraction (XRD) and RAMAN spectroscopy analyzes have revealed that the thin films have high purity and crystallinity and do not contain secondary phases. Scanning electron microscopy (SEM) was used to examine the morphological properties of the thin films. SEM results showed that all thin films were well adhered to the substrate surface and granular structures in Cu2CoSnS4 (CCTS), Cu2FeSnS4 (CFTS),Cu2MnSnS4 (CMTS) films were more prominent than Cu2NiCoSnS4 (CNTS) and Cu2ZnSnS4 (CZTS) films. Furthmore using cyclic voltammetry (CV), we demonstrated that the CCTS films show a higher electrocatalytic activity than that of the other thin films due to the high conductivity of the Co element CCTS films which collect the electrons more efficiently from external circuit and transport them faster to electrolyte. The DSSC having a CCTS counter electrode exhibited the best performance in current density-voltage (J−V), incident photon conversion efficiency (IPCE) and open circuit voltage decay (OCVD) measurements. These results can be attributed to the high conductivity of the Co element, good adhesion to the substrate surface and increased electron transfer rate by providing a larger surface area for interaction with the liquid electrolyte due to the small ion diameter. The solar cell efficiency values of CXTS thin films showed a higher value (5.55 %) as expected for the CCTS sample and a close value (5.14 %) for the CFTS sample. The efficiency values for other DSSCs are; CMTS (2.87 %), CNTS (4.44 %) and CZTS (3.77 %). As a result, the experiment results indicate that that CXTS thin films produced by electrochemical deposition, which is an easy and inexpensive manufacturing method, can be suitable candidates for DSSC applications.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    835513

    Synthesis of conjugated polymers through light- induced step-growth polymerization

    Işıkla başlatılmış kademeli büyüme polimerizasyon yoluyla konjuge polimerlerin sentezi

    TUĞBA ÇELİKER

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YUSUF YAĞCI

    PROF. DR. BARIŞ KIŞKAN

  2. Tez No

    841808

    Grafen esaslı kompozit kaplamaların korozyon ve aşınma özellikleri

    Corrosion and wear properties of graphene based composite coatings

    KUBİLAY KILIÇÇI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Metalurji MühendisliğiSakarya Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET UYSAL

  3. Tez No

    900897

    Investigation of the catalytic performance of tin nanowires produced by aluminum anodic oxide template method for electrochemical CO2 reduction

    Alüminyum anodik oksit şablon yöntemiyle üretilen kalay nanotellerin elektrokimyasal CO2 redüksiyonuna yönelik katalitik performansinin i̇ncelenmesi

    DİLAN ER GÖNÜL

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN

  4. Tez No

    57498

    Türkiye için doğalgaz depolamasının önemi ve İstanbul doğalgaz boru hattı katodik koruma projesinin incelenmesi

    Başlık çevirisi yok

    TÜMER GÜRSES

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1996

    Makine MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÜMİT DOĞAY ARINÇ

  5. Tez No

    718621

    ESD ile intermetalik kaplanmış paslanmaz çeliklerin karakterizasyonu ve korozyon davranışı

    Characterization and corrosion behavior of intermetallic coated stainless steels with ESD

    EROL BAYSAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Metalurji MühendisliğiAfyon Kocatepe Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. YUSUF KAYALI

Geri Dön