Hibrit perovskit güneş gözelerinin ultrasonik sprey piroliz yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of hybrid perovskite solar cells by ultrasonic spray pyrolysis method
- Tez No: 685400
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MURAT KALELİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Süleyman Demirel Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 108
Özet
Son yıllarda fotovoltaik alanda hızlı bir şekilde verimini yükselten perovskit güneş gözeleri (PGG) %24'leri bulan verim değerleri ile ticarileşme yolunda önemli bir adım atmıştır. Ancak bu verim değerlerini elde ederken kullanılan üretim yöntemleri geniş alanlarda göze yapmak için yetersiz kalmaktadır. Bu çalışmada geniş alanlarda üretim yapabilmeyi olanaklı kılan ultrasonik sprey piroliz (USP) yöntemi ile hem cam alttaşlar hem de silisyum plakalar üzerine PGG'ler üretilmiştir. Bu gözeleri üretmek için; şeffaf iletken oksit (FTO-ITO), elektron transfer (TiO2-ZnO), foton soğurucu perovskit (CH3NH3PbI3-xClx) ve hol transfer katmanlarının (P3HT) her birinin USP yöntemi ile üretim parametreleri belirlenmiştir. Yapılan deneysel çalışmalar sırasında yüksek verimli gözeler elde etmek ve tekrarlanabilirliği sağlamak için PGG'de bulunan her bir katmanın yapısal, morfolojik ve optik özellikleri X-ışını kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ve Uv-Vis spektrofotometresi sitemleri kullanılarak araştırılmıştır. Cam alttaşlar üzerine üretilen PGG'lerde elektron transfer katmanı olarak kullanılan TiO2 filmi için 60 nm ve 90 nm olmak üzere iki farklı tabaka kalınlığının göze verimine etkisi incelenmiştir. TiO2 film kalınlığı 90 ve 60 nm olan PGG'lerde verim değerleri sırasıyla % 0.73 ve % 1.07 olarak bulunmuştur. Silisyum plakalar üzerine PGG üretmeden önce iki farklı solüsyon (KOH - Cu(NO3)2×3H2O) ile plaka yüzeylerine aşındırma işlemi uygulanmış ve ideal aşındırma parametreleri belirlenmiştir. 60 dakika KOH veya 90 dakika bakır nitrat solüsyonu ile aşındırma işleminin uygulandığı silisyum yüzeylerde geniş alanlarda ve homojen aşınmaların oluştuğu belirlenmiştir. Düz ve iki farklı aşındırma yöntemi uygulanmış silisyum plakalar üzerine PGG'ler oluşturulmuş ve aşındırma ile aktif yüzey alanını arttırmanın göze verim değerlerine etkisi belirlenmiştir. Düz silisyum plaka kullanarak oluşturulan PGG'de verim % 0.65 iken, bakır nitrat ile aşındırılan PGG'de %1.05, KOH ile aşındırılan PGG'de %1.06, verim değerlerine ulaşılabilmiştir.
Özet (Çeviri)
Perovskite solar cells (PGG), which have increased their efficiency in the photovoltaic field in recent years, have taken an important step towards commercialization with efficiency values of 24%. However, the production methods used in obtaining these yield values are insufficient to make it affordable in large areas. In this study, PGGs were produced on both glass substrates and silicon plates with the ultrasonic spray pyrolysis (USP) method, which makes it possible to produce in large areas. To produce these cells; the production parameters of the USP method were determined for each of the transparent conductive oxide (FTO-ITO), electron transfer (TiO2-ZnO), photon absorbing perovskite (CH3NH3PbI3-xClx), and hole transfer layers (P3HT). In order to obtain high-efficiency cells and to ensure reproducibility during the experimental studies, the structural, morphological, and optical properties of each layer in PGG were investigated by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), atomic force microscope (AFM), and Uv-Vis spectrophotometer systems. The effect of two different layer thicknesses, 60 nm, and 90 nm, of the TiO2 film, which is used as the electron transfer layer in PGGs produced on glass substrates on the efficiency, was investigated. The efficiency values of PGGs with TiO2 film thickness of 90 and 60 nm were found to be 0.73% and 1.07%, respectively. Before producing PGG on silicon plates, the surface of the plate was etched with two different solutions (KOH - Cu(NO3)2×3H2O) and the ideal etching parameters were determined. It was determined that large areas and homogeneous etching occurred on the silicon surfaces where the etching process was applied with 60 minutes of KOH or 90 minutes of copper nitrate solution. PGGs were formed on bare and two different etched silicon plates, and the effect of increasing the active surface area by etching on the efficiency of the cell was determined. While the efficiencies were 0.65% in PGG formed using bare silicon plate, 1.05% in PGG etched with copper nitrate, 1.06% in PGG etched with KOH could be reached.
Benzer Tezler
- Defect pair formation in FAPbI3 perovskite solar cells
FAPbI3 perovskit güneş pillerinde kusur çiftleri oluşumu
EMRE SEZEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Fizik ve Fizik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLHAN YAVUZ
- Bizmut katkılı kurşun içeriği azaltılmış organik-inorganik hibrit perovskit nanokompozit güneş pillerinin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of bismuth-doped leadfree organic-inorganic hybrid perovskite nanocomposite solar cells
HAZAL AYDOĞMUŞOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Mühendislik BilimleriKütahya Dumlupınar ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN GÖÇMEZ
- Preparation and characterization of organic-inorganic hybrid perovskite solar cells for solar energy utilization
Güneş enerjisi kullanımı için organik-inorganik hibrit perovskit güneş pillerinin hazırlanması ve karakterizasyonu
ALI ANYAM LUAIBI ALAIAWI
Yüksek Lisans
Arapça
2023
Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET MAHİR BÜLBÜL
DR. AQEL MASHOT JAFAR
- Surface defect passivation in FAPbI3 perovskite solar cells
FAPbI3 perovskit güneş hücrelerinde yüzey kusuru pasifleştirmesi
ŞEHDİ MURATCAN ÖNER
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Fizik ve Fizik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLHAN YAVUZ
- Metal oksit-organik hibrit boşluk taşıyıcılı perovskit güneş pillerinin geliştirilmesi
Development of perovskite solar cells with metal oxide-organic hybrid hole transport layer
YAĞMUR SU ÜNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiYenilenebilir Enerji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN YAVUZ