Tuning the electron beam evaporation parameters for the production of hole and electron transport layers for perovskite solar cells
Perovskit güneş hücrelerinde elektron ve boşluk taşıyıcı katmanların üretilmesi için elektron ışını buharlaştırma parametrelerinin optimizasyonu
- Tez No: 557591
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET MACİT ÖZENBAŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 234
Özet
Bu çalışmada, n-i-p konfigürasyonundaki perovskit güneş hücrelerinin oluşturulmasında kullanılan elektron taşıyıcı ve boşluk taşıyıcı katmanların elektron ışını buharlaştırma tekniği kullanılarak üretilmesi değerlendirilmektedir. NiO ve TiO katmanları boşluk taşıyıcı katman olarak çalışılmıştır ve TiO2 ile Nb2O5 katmanları elektron taşıyıcı olarak kullanılmıştır. Uygun ince film büyütme parametrelerinin elde edilmesi için, bütün malzemeler tek katman olarak elektron ışını buharlaştırma tekniği ile farklı oksijen akış miktarlarında, kaplama sıcaklıklarında, kaplama hızlarında ve plazma desteği koşullarında oluşturulmuştur. Yapısal, optik ve elektriksel özellikler her bir katman için analiz edilmiştir ve sonuçlar üretilen perovskit hücreler üzerindeki kaplama parametrelerinin etkilerinin açıklanmasında kullanılmıştır. NiO ve TiO ince filmlerin büyütülmesinde oksijen katkısının hücre verimliliğini iyileştirdiği tespit edilmiştir. Bununla birlikte optimize edilen oksijen miktarının TiO boşluk taşıyıcı katmanı için NiO boşluk taşıyıcı katmanına göre daha az olduğu belirlenmiştir. NiO ve TiO boşluk taşıyıcı katman kalınlıkları olarak 75 nm ve 50 nm kalınlıkları uygulandığında, hücrelerden elde edilen verim değerleri sırası ile 6.13 % and 5.72 % olarak elde edilmiştir. Nb2O5 kompakt elektron taşıyıcı katmanı perovskit güneş hücresi üretiminde düzlemsel, ısıl işlem görmüş düzlemsel ve Nb2O5-gözenekli TiO2 ikilisi hücre şekillerinde olmak üzere üç farklı mimaride kulanılmıştır. Plazma desteği ile yapılan Nb2O5 ince film kaplamalarında oksijen katkısı performansı iyileştirirken, plazma desteği olmayan filmlerde ise oksijen katkısı verimlerde düşüşe neden olmuştur. Plazma desteğinin, tüm yapılarda plazma desteksiz kaplamalara göre daha verimli hücreler oluşturduğu tespit edilmiştir. Nb2O5-gözenekli TiO2 ikili hücre yapısı verimlerde keskin bir artış sağlayarak 13.87 % çevrim verimi elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
This study evaluates the use of electron beam evaporation technique for the deposition of electron and hole transport layers for perovskite solar cells where cell productions were performed in n-i-p structure. NiO and TiO layers were studied for hole transport layer and TiO2 and Nb2O5 layers were deposited for electron transport purposes. To optimize the suitable evaporation parameters for efficient perovskite cell production, single layers of each material were deposited at different conditions of oxygen flow rate, deposition temperature, deposition rate and plasma assistance. The structural, optical, and electrical properties of each layer were associated with the produced perovskite cells. Oxygen addition provides better cell performances in the case of both NiO and TiO hole transport layers; however, oxygen requirement of the TiO thin films were optimized at a lower value than NiO layers. When hole transport layer thicknesses were obtained at 75 nm and 50 nm for NiO and TiO, conversion efficiencies for these cells were recorded as best performances of 6.13 % and 5.72 %. Nb2O5 compact electron transport layers were used in the production of the perovskite solar cells at planar, heat treated planar and Nb2O5- mesoporous TiO2 bilayer architectures. Although, oxygen addition is crucial for the plasma assisted condition, it is detrimental for the unassisted condition for all types of architectures. It is detected that plasma assistance yields better performance compared to unassisted deposition. The use of Nb2O5-mesoporous TiO2 bilayer provides sharp enhancement in the cell performance and 13.87 % conversion efficiency was sustained.
Benzer Tezler
- Deri içine ilaç gönderimi gerçekleştirecek polimer destekli karbon nanotüp mikro iğne dizisi fabrikasyonu
Polymer reinforced carbon nanotube micro needles fabrication for transdermal drug delivery
NUR ÜNVER
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
KimyaAnkara Hacı Bayram Veli ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKÇEN DEMİREL
DR. ÖĞR. ÜYESİ OSMAN TOLGA GÜL
- Tuning electron transport in metal films and graphene with organic monolayers
Başlık çevirisi yok
DERYA ATAÇ
- Kesici takımlar üzerine yapılan tin sert seramik film kaplamanın kesici takım ömrüne etkisi
Başlık çevirisi yok
DOĞAN ALPDORUK
- Katodik Ark Pvd yöntemi ile üretilmiş tiaın ve tin kaplamalarının korozyon özellikleri
Başlık çevirisi yok
LEVENT CANDEMİR
- Engineering M-Si (M:Ag,Cu) thin films as negative electrodes for lithium ion batteries
Lityum iyon bataryalarda negatif elektrot olarak kullanımları için M-Si (M:Ag,Cu) ince filmlerin tasarlanması
BİLLUR DENİZ KARAHAN
Doktora
İngilizce
2016
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜL KELEŞ