Investigation of the production of SnS (Tin Sulfide) based solar cells
Kalay sülfür (SnS) bazlı güneş hücrelerinin üretiminin araştırlması
- Tez No: 610213
- Danışmanlar: PROF. DR. CEVAT SARIOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yenilenebilir ve sürdürülebilir enerjiler hayatımızda daha fazla önem kazanmaktadır. Dünyada güneş pilleri, rüzgâr türbinleri, biyokütle enerjisi ve diğer temiz enerji kaynakları hakkında birçok araştırma yayınlanmaktadır. Son yıllarda, SnS ince film güneş hücrelerinde fotovoltaik emici için cazip hale gelmiştir. SnS, kayda değer elektron ve boşluk hareketliliği ve uygun direkt bant boşluğu gibi çeşitli avantajlara sahiptir (Örn: 1.1-1.5 eV). Ayrıca düşük toksisiteye ve üretim kolaylığına sahiptir. Hammadde olarak kalay ve kükürt dünya üzerinde bolca bulunmaktadır. Bu çalışma, ince film SnS üretmek ve SnS'nin yapısal, morfolojik, optik ve foto-elektrokimyasal özelliklerini araştırmayı amaçlamaktadır. SnS iki farklı teknikle üretildi; bunlardan biri elektro-tabakalı Sn tabakasının farklı sıcaklık ve zamanlardaki sülfürizasyondur ve bu tekniğin adı“2-adımlı Üretim”olarak belirlenmiştir. Diğer bir üretim tekniğine, SnCl2 ve Na2S2O3.5H2O reaktifleri ile SnS tabakalarının elektro-çökeltilmesi ve SnS ince film tabakalarının tavlanması olan“1- adımlı Üretim”adı verildi. Tavlama atmosferleri, sıcaklıkları ve süreleri araştırıldı. Üretilen SnS ince filmler, X-ışını difraksiyon ölçümü (XRD) ile karakterize edildi ve tüm örneklerde SnS'nin ana faz olduğu gözlendi. SnS ince filmlerinin morfolojik özellikleri saha emisyon taramalı elektron mikroskobu (FESEM) kullanılarak gerçekleştirildi ve farklı üretim yöntemlerinde üretilen farklı örneklerde farklı SnS yüzey yapıları gözlendi. Optik özellikler, biriktirilmiş SnS ince filmlerin doğrudan bant aralıklarının yaklaşık 1.6 eV'ye sahip olduğunu gösterdi. Tavlanmış numunelerin daha yüksek doğrudan bant aralıklarına sahip olduğu gözlendi. Farklı numuneler için asidik ve bazik elektrolit çözeltilerinde fotoelektrokimyasal ölçümler yapıldı ve açık devre potansiyellerinin (Voc), karanlık ve aydınlık şartlarındaki değişim potansiyellerinin (Vph) ve SnS foto-elektrotlarının kısa devre akımlarının (Jsc) tavlama sonrası arttırıldığına dikkat çekildi. Ek olarak, tavlama atmosferinin SnS ince filminin Jsc'sini arttırmada çok önemli olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Renewable and sustainable energies gain more importance in our lives. Many researches are published around the world about solar cells, wind turbines, biomass energy and other clean energy sources. Recently, SnS has become attractive for photovoltaic absorber in thin film solar cells. SnS has several advantages such as promising considerable electron and holes mobility and suitable direct band gap (Eg: 1.1-1.5 eV). Also it has low toxicity and ease of production. Tin and sulphur which are used as resources are abundant at earth crust. This work is aimed to produce thin film SnS and investigate the structural, morphological, optical and photo-electrochemical properties of SnS. SnS was produced by two different techniques; one of them is sulfurization in different temperatures and times of electrodeposited Sn layer and this technique was named“2- step Production”. Another production technique is called“1-step Production”which was electrodeposition of SnS layers using SnCl2 and Na2S2O3.5H2O reactants and postannealing of SnS thin film layers. Post annealing conditions were sought. Produced SnS thin films were characterized by X-ray diffraction measurement (XRD) and it was observed that SnS was main phase in all samples. Morphological properties of SnS thin films were carried out using field emission scanning electron microscope (FESEM) and different SnS surface structures were observed in different samples which were produced in different production methods. Optical properties indicated that direct bandgaps of as-deposited SnS thin films had around 1.6 eV. Annealed samples have higher direct bandgaps. Photoelectrochemical measurements were done in acidic and basic electrolyte solutions for different samples and it pointed out that open circuit potentials (Voc), the change potentials under dark and luminous conditions (Vph) and short-circuit currents (Jsc) of SnS photo-electrodes were increased by post annealing. Additionally, it was observed that the atmosphere of annealing was crucial for increasing the Jsc of SnS thin film.
Benzer Tezler
- Investigation of the electrochemical co2 reduction mechanism on tin electrodes
Kalay elektrotlar üzerinde elektrokimyasal co2 redüksiyonu mekanizmasının incelenmesi
TUĞÇE YILMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN
- Investigation of the cutting performances of the diamond tools used in the natural stone industry
Doğal taş sanayisinde kullanılan elmaslı kesicilerin kesim performansının incelenmesi
BERRAK BULUT
Doktora
İngilizce
2021
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT BAYDOĞAN
- Kalay katkısı ile modifiye edilmiş Cu-Cr-Zr alaşımının fiziksel özelliklerinin incelenmesi
Investigation of physical properties of tin modified Cu-Cr-Zr alloy
MUSTAFA KIZILBAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURİ SOLAK
YRD. DOÇ. DR. ŞABAN HAKAN ATAPEK
- Farklı miktarlarda kalay dioksit ile kaplanan titanyum dioksit nanotellerin sentezi, karakterizasyonu ve fotovoltaik etki potansiyelinin araştırılması
Sythesis, characterizationn and investigation of potential photovoltaic effect of titanium dioxide coated with different quantities of tin dioxide
HASAN TAYFUN AY
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Fizik ve Fizik MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiTaşıt Teknolojileri Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. MEHMET FAHRİ SARAÇ
DR. ÖĞR. ÜYESİ TUBA SOLAKYILDIRIM
- Molibden nitrür kaplamaların aşınma davranışı
Başlık çevirisi yok
İ.BÜLENT NİLÜFER
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SABRİ KAYALI