Boya duyarlı güneş gözelerinde karşıt elektrot olarak kullanılan tek tabaka grafen üzerinde büyütülmüş CuInSe2 ince filmlerinin karakteristiklerinin incelenmesi
Investigation of the characteristics of CuInSe2 thin films on a single layer graphene used as a counter electrode in dye-sensitized solar cells
- Tez No: 650391
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ERDAL SÖNMEZ, DR. ÖĞR. ÜYESİ MÜCAHİT YILMAZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Physics and Physics Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Dye-Sensitized Solar Cells, Electrochemical System, Graphene, Counter Electrot, Nanocomposites, Chalcopyrite, CuInSe2 (CIS)
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 112
Özet
Amaç: Bu çalışmada, Kimyasal Buhar Biriktirme (CVD) yöntemi ile tek tabaka grafen oluşturulması, kalkopirit ailesinden CuInSe2 (CIS) ince filmin elektrokimyasal olarak üretilmesi ve boya ile duyarlılaştırılmış güneş gözesinde (BDGG) karşıt elektrot olarak kullanılması amaçlanmıştır. Yöntem: CIS ince filmleri 60 s, 120 s, 240 s, 360 s, 480 s ve 600 s gibi farklı zamanlarda elektrokimyasal yöntemle -0,67 V potansiyel altında üretilmiştir. Fotoelektrot olarak kullanılacak olan TiO2 ince film, yarıiletken bir tabaka olacak şekilde FTO kaplı cam üzerinde Doktor Blade yöntemi ile hazırlanmıştır. Bu fotoelektrotlar, N719 kimyasal boyayla kaplanmıştır. Solüsyon şeklinde bir elektrolit çözeltisi hazırlanmıştır. Bulgular: Yapılan XRD, Raman, AFM ve SEM analizleri sonucunda CIS ince filmlerin üretildiği ispatlanmıştır. Ardından hazırlanan bileşenler uygun şekilde bir araya getirilerek BDGG hazırlanmıştır. Üretilen gözelerin akım-voltaj (J-V) karakteristik ölçümleri 1000 W/cm2 ışık yoğunluklarında yapılmıştır. Yapılan çalışmada güneş gözesi olarak en iyi verim Jsc = 11,88 mA/cm2, Voc = 0,695 V, F.F. = 0,537 ve η = % 4,44 480 s süre ile üretilen ince filmden elde edilmiştir. Daha sonra bu güneş gözesinin verimini arttırmak için CVD yöntemi ile üretilen tek tabaka grafen kullanılmıştır. CVD metodu ile üretilen tek tabaka grafen FTO üzerine aktarılmıştır. Bu yapının üzerine elektrokimyasal yöntem ile 480 s süresince -0,67 V'luk potansiyel altında CIS ince filmi oluşturulmuştur. Sonuç: Bu çalışma sonucunda CIS/Grafen/FTO yapısı elde edilmiştir. Yapılan güneş gözesi karakteristikleri ile bu yapının BDGG olarak verimi CIS ince filme göre daha iyi olduğu Jsc = 14,63 mA/cm2, Voc = 0,706 V, F.F. = 0,565 ve η = % 5,83 sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
Purpose: In this study, it is aimed to grow single layer graphene by Chemical Vapor Deposition (CVD) method, to produce CuInSe2 (CIS) thin film from chalcopyrite family electrochemically and to use it as counter electrode in dye sensitized solar cell (BDGG). Method: CuInSe2 (CIS) thin films were produced at different times such as 60 s, 120 s, 240 s, 360 s, 480 s and 600 s by electrochemical method under -0.67 V potential. TiO2 thin film to be used as photoelectrode was prepared as a semiconductor layer on FTO coated glass by doctor blade method. These photoelectrodes are coated with N719 chemical paint. An electrolyte solution was then prepared in the form of a solution. Findings: As a result of XRD, Raman, AFM and SEM analyzes, it has been proved that the CIS thin film is produced. Subsequently, DSSC was prepared by combining the prepared ingredients properly. Current-voltage (J-V) characteristic measurements of the produced cells were made at 1000 W/cm2 light intensity. In the study, the best efficiency as a solar cell was Jsc=11.88 mA/cm2, Voc=0.695 V, F.F.=0.537 and η=4.44 % was obtained from thin film produced for 480 s. Later, single layer graphene produced by Chemical Vapor Deposition (CVD) method was used to increase the efficiency of this solar cell. Single layer graphene produced by CVD method was transferred onto FTO. CIS thin film was formed under -0.67 V potential for 480 s by electrochemical method on this structure. Results: As a result, CIS/Graphene/FTO structure was obtained. With the characteristics of the solar cell made, the efficiency of this structure as DSSC was better than the CIS thin film, Jsc=14.63 mA/cm2, Voc=0.706 V, F.F.=0.565 and η=5.83 % were concluded.
Benzer Tezler
- Siyano akrilik asit içeren dibenzonaftiridin türevlerinin sentezi
Synthesis of dibenzonaphthyridine derivatives containing cyanoacrylic acid
TUĞBA KAYA
- Kinolin esaslı D-π-A organik boyaların güneş gözelerinde kullanımlarının incelenmesi
Investigation of D-π-A organic dyes based on Quinoline for their applications in dye-sensitized solar cells
SEDA NUR ÜLÜŞ
- Boya duyarlı güneş gözelerinin fotoelektrokimyasal performansına metoksi, dimetilamino ve trimetoksi elektron verici grupların etkisi
The effect of methoxy, dimethylamino and trimethoxy as electron donor groups on photoelectrochemical performance of dye-sensitized solar cells
VEYSEL DURMAZ
- Production and development of flexible dye sensitized solar cells
Esnek boya duyarlı güneş gözelerinin üretimi ve geliştirilmesi
BAHADIR CAN KOCAOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
EnerjiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET MACİT ÖZENBAŞ
- Boya duyarlı güneş hücre materyalleri için yüksek polarizasyon hesaplamaları
Hyperpolarizability calculations for dye-sensitized solar cell materials
KÜBRA ARDUÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
EnerjiSinop ÜniversitesiDisiplinlerarası Nükleer Enerji ve Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KARAKAYA