Çinko sülfür ince filmlerin üretimi, karakterizasyon ve güneş pillerinde kullanımı
Fabrication, characterization and solar cell applications of zinc sulfide thin films
- Tez No: 603303
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SERÇO SERKİS YEŞİLKAYA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Güneş pilleri, ZnS, CuInS2, sprey piroliz, doping, Solar cells, ZnS, CuInS2, spray pyrolysis, doping
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 139
Özet
Güneş pilleri, yarı iletken bir diyot olarak çalışan, ışık enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren fotovoltaik aygıtlardır. Güneş pilleri üretiminde kullanılan malzemelerin pahalı olması ve üretiminde karşılaşılan zorluklar nedeniyle araştırmalar inorganik ince filmler üzerinde yoğunlaşmıştır. Bu tez çalışmasında; fotovoltaik güneş pillerinde pencere katmanı olarak ZnS ve elektron taşıyıcı tabaka olarak CuInS2 inorganik yarıiletken ince filmleri kolay, ucuz ve büyük yüzeylere uygulanabilir olması nedeniyle sprey piroliz yöntemi ile üretilmiştir. Bant aralık enerjisi ve direnç gibi filmlerin optik ve elektriksel özellikleri cihaz performansını doğrudan etkilediği için filmlerin yapısal, optik ve elektriksel özellikleri üzerinde katkı, tavlama sıcaklığı, tavlama süresi, molarite, altlık sıcaklığı ve film kalınlığı etkileri incelenmiştir. ZnS ince filmleri üzerinde bor, indiyum, potasyum ve sodyum katkısının etkileri incelenmiş ve bor, potasyum, ve sodyum katkıları ZnS filmlerine ilk kez bu tez çalışmasında uygulanmıştır. Ayrıca CuInS2 ince filmleri üzerinde bor katkısı, sülfür miktarı ve KCN etkisi araştırılmıştır. Bu etkiler sonucunda ZnS ince filmlerinin yasak bant aralıklarının 3.20 eV – 3.89 eV, ve CuInS2 ince filmlerinin yasak bant aralıklarının ise 1.26 eV – 1.51 eV değerleri arasında değiştiği görülmüştür. Böylece ZnS ve CuInS2 ince film özelliklerinin katkı ve tavlamayla değiştirilebileceği gösterilmiştir. Bu geniş bant aralığı, farklı çalışma gereksinimleri ve optoelektronik cihazların tasarımı için çok önemlidir. Sonuç olarak üretimi planlanan aygıt için uygun parametrelere sahip film seçimi yapılabilir.
Özet (Çeviri)
Solar cells are photovoltaic devices that work as a semiconductor diode, that converts light energy into electrical energy. Because of the expensive materials used in the production of solar cells and the difficulties in their production, researches are concentrated on inorganic thin films. In this thesis; located in the photovoltaic solar cell, as a window layer and the electron carrier layer CuInS2 and ZnS inorganic semiconductor thin films; easy, cheap and can be applied to large surfaces were produced by spray pyrolysis method. Since the optical and electrical properties of films such as band gap energy and resistance directly affect the performance of the device, the effects on the structural, optical and electrical properties of the films, additive, the annealing temperature, the annealing time, the molarity, the substrate temperature and the film thickness effects were examined. The effects of boron, indium, potassium and sodium additives on ZnS thin films were investigated and the boron, potassium and sodium additives were applied in ZnS films for the first time in this thesis study. In addition, boron additives, sulfur amount and KCN effect were investigated on CuInS2 thin films. As a result of these effects, it was seen that the band gap energy of ZnS thin films ranged between 3.20 eV -3.89 eV, and the band gap energy of CuInS2 thin films ranged between 1.26 eV -1.51 eV. Thus, it was shown that ZnS and CuInS2 thin film properties could be changed by doping and annealing. This wide band gap energy range of products is crucial for the design of optoelectronic devices for different operating requirements. As a result, the film can be selected with the appropriate parameters for the device to be produced.
Benzer Tezler
- Copper zinc tin sulfite CZT(S,Se) for solar cell applications
Bakır çinko kalay sülfat CZT(S,Se) için güneş pili uygulamaları
YUNUS EMRE BOYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ELİF ÜLKÜ ARICI
- Fotoelektrokimyasal sistemler için ileri malzemeler geliştirilmesi: Üretim, karakterizasyon ve sistem entegrasyonu
Development of advanced materials for photoelectrochemical systems: Production, characterization and integration
ALİHAN KUMTEPE
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mühendislik BilimleriTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET SANKIR
- Darbeli elektrokimyasal yöntemle üretilen ZnS ve Cu katkılı ZnS yarıiletken ince filmlerin karakterizasyonu
Characterization of ZnS and Cu doped ZnS semiconductor thin films produced by pulsed electrochemical method
YUSUF IBRAHIM ABDULLAHI
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiTekirdağ Namık Kemal ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KADİR ERTÜRK
DR. MAKBULE TERLEMEZOĞLU
- Production and characteriztion of (CdZnS: Cu) nanomaterial for x-ray photon detection
X-ışını fotonu algılamak iҫin (CdZnS: Cu) nanomalzemelerin üretimi ve karakterızasyonu
AHMED ABDULHASAN HUSSEIN ZARKOOSHI
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT KALELİ
- Güneş pillerinde kullanılan ZnO, CdS, CdSe VE PbS ince filmlerin kimyasal banyo biriktirme yöntemi ile üretilmesi ve karakterisazyonu
Production and characterization of ZnO, CdS, CdSe and PbS thin films used in solar cells by chemical bath deposition method
METEHAN ÖNAL
Doktora
Türkçe
2024
EnerjiBilecik Şeyh Edebali ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BARIŞ ALTIOKKA