Geri Dön

CZTS güneş pillerinde verimliliği arttırmaya yönelik çalışmalar

Works to increase efficiency in CZTS solar cell

PDF İndir

  1. Tez No: 678488
  2. Yazar: SÜLEYMAN GÖKHAN ÇOLAK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. KASIM OCAKOĞLU
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Enerji, Energy
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Mersin Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Nanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 64

Özet

Kesterit kristal yapısına sahip CZTS (Cu2ZnSnS4) kalkojenit yarıiletken bileşiğinin katalitik aktivitesinin yüksek olması, yasak bant aralığının 1,45-1,55eV civarında olması, toksik olmaması, doğada oldukça bol seviyede olması ve aynı zamanda ucuz olması gibi eşsiz özelliklerinden dolayı geleneksel boya duyarlı güneş pillerinde (DSSC) platine (Pt) alternatif sayıcı elektrot (CE) olarak kullanımı için büyük bir potansiyele sahip malzemelerden biridir. Bu tez çalışmasında DSSC'lerin ticarileştirmesinde maliyet açısından büyük dezavantaja sahip olan Pt elementine alternatif olarak CZTS ve PANI/CZTS, MWCNT/CZTS malzemeleri kullanılmıştır. Bütün bu malzemeler sol-gel yöntemi ile üretilerek döndürme ile kaplama (spin-coating) metodu ile ince film yapılarak 300oC'de tavlandı ve sonra inert ortamda 580oC sıcaklıkta sülfürleme işlemi uygulanarak sayıcı elektrotlar oluşturulmuştur. Numuneler, X ışın kırınımı, Alan Yayılımlı Taramalı elektron mikroskop (SEM), Raman Spektrofotometresi, FTIR spektrometresi , UV-Visible spektrometre cihazları karakterize edilmiştir. Hazırlanan güneş pilleri Keithley model 2400 solar simülatör cihazı ile ölçümleri yapılarak en yüksek pil verimleri sırasıyla %0,51 %1,56 %0,17 olarak elde edilmiştir. Sonuç olarak elde edilen pil verimlerine göre, sayıcı elektrot CZTS yarıiletken ince filmi ile hibrit CZTS/PANI ince filmi, Pt malzemesine yakın pil verimleri elde edilmiş ve boya duyarlı güneş pillerinde kullanmak için bir potansiyele sahip olacağı düşünülmektedir.

Özet (Çeviri)

CZTS (Cu2ZnSnS4) chalcogenide semiconductor compound, which has a kesterite crystal structure, has a high catalytic activity, its forbidden band gap is around 1.45-1.55eV, it is non-toxic, it is very abundant in nature and it is also cheap. CZTS is one of the materials with great potential for use as an alternative counter electrode to platinum in dye-sensitized solar cells. In this thesis study, CZTS and PANI/CZTS, MWCNT/CZTS materials were used as an alternative to the Pt element, which has a great cost disadvantage in the commercialization of DSSCs. All these materials were produced by sol-gel method and they were annealed at 300oC by making thin film with spin-coating method, and then, by applying sulfurization process in inert environment at 580oC, counter electrodes were formed. Samples, X-ray diffraction, Field Emissio- Scanning Electron Microscope (SEM), Raman Spectrophotometer, FTIR Spectrometer, UV-Visible Spectrometer devices were characterized. Prepared solar cells were measured with Keithley model 2400 solar simulator device and the highest cell efficiencies were obtained as %0,51 %1,56 %0,17 respectively. According to the cell yields obtained as a result, the counter electrode CZTS semiconductor material and hybrid CZTS/PANI have obtained cell efficiencies close to Pt material and it is thought that it will have a potential to be used in dye-sensitized solar cells.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    418974

    Design, fabrication and characterizations of n-Si columnar structures for solar cell applications

    Nano-Si kolon yapılarının güneş pili uygulamarı için tasarlanıp, üretilip, karakterize edilmesi

    AYŞEGÜL DEVELİOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. LEVENT TRABZON

  2. Tez No

    571380

    Synthesis of ZnO and Si nanowires for the fabrication of 3rd generation solar cells

    Üçüncü nesil güneş pillerinin üretimi için ZnO ve Si nanotellerin sentezlenmesi

    ELİF PEKSU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HAKAN KARAAĞAÇ

  3. Tez No

    473185

    X-ray photoelectron spectroscopy analysis of magnetron sputtered Cu2ZnSnS4 based thin film solar cells with CdS buffer layer

    CdS tampon katmanlı mıknatıssal saçtırılmış Cu2ZnSnS4 tabanlı ince film güneş hücrelerinin X-ışını fotoelektron spektroskopi analizi

    AYTEN CANTAŞ BAĞDAŞ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Enerjiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. LÜTFİ ÖZYÜZER

  4. Tez No

    421103

    Synthesis of copper zinc tin sulfide CZT(S,Se) with solution based method and formation and characterization of CZT(S,Se) thin films for photovoltaic application

    Solüsyon yöntemiyle CZTS sentezi ve fotovoltaik devreler için CZTS ince film oluşturma ve film özelliklerini inceleme

    RIDVAN ERĞUN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ELİF ÜLKÜ ARICI

  5. Tez No

    502060

    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

    ERDİNÇ EROL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Metalurji MühendisliğiKaramanoğlu Mehmetbey Üniversitesi

    İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SAVAŞ SÖNMEZOĞLU

Geri Dön