Semiconducting junctions for solar energy production
Güneş enerjisi üretimi için yarı iletken eklemler
- Tez No: 687471
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SERÇO SERKİS YEŞİLKAYA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 105
Özet
Güneş enerjisi, düşük maliyeti, çevre dostu ve büyük ölçekli üretilebilirliği nedeniyle en son sürdürülebilir enerji kaynaklarından kabul edilmiştir. Silisyum esaslı güneş pilleri uzun yıllardır büyük ilgi görmektedir. Ancak güneş pillerini daha ucuz hale getiren üretim ve imalat teknikleri talep edilmektedir. Bu nedenle ince film güneş pilleri bir alternatif olarak ortaya çıkmıştır. İnce film teknolojisi, cihazların az miktarda malzemeye sahip olması ve çeşitli ışık soğurucu yarı iletkenleri modeline dayanması nedeniyle ucuz olarak kabul edilir. Ayrıca, uygun malzemeler hazırlanmalı, ucuz olmalı ve uzun çalışma süreleri boyunca kararlı bir davranış sergilemelidir. Çinko sülfür ve çinko oksit, heteroeklem güneş pilleri için en uygun malzemeler olarak kabul edilir. Bu tez, güneşten gelen enerjiyi alternatif ve temiz bir enerji kaynağı olarak kullanarak yüksek verimli ve uygun maliyetli güneş pilleri üretmeyi amaçlamaktadır. Silisyum esaslı güneş pilleri içeren ZnS ve ZnO ince filmler kimyasal banyo biriktirme, döndürmeli kaplama ve kimyasal püskürtme teknikleri gibi kolay ve ekonomik teknikler kullanılarak büyütülecektir. Katkısız ve Na katkılı ZnS ince filmler cam ve Si alttaşlar üzerinde kimyasal püskürtme ile büyütülecektir. ZnO filmlerin tavlama sürelerinin ve öncü çözelti miktarının optik özelliklere etkisi incelenmiştir. Yapısal, morfolojik, optik ve elektriksel özellikler XRD, SEM, UV-Görünür spektrometri ve özdirenç ölçümü kullanılarak incelenmiştir. Artan Na katkılama konsantrasyonu ile ZnS filmin bant aralığı enerjisinin 3.66 eV'den 3.42 eV'a düştüğü ve filmin özdirencinin 5.17 x105 Ω'dan 2.00 x105 Ω'a düştüğü tespit edilmiştir. ZnS/Si heteroeklem pillerin verimi %2,20'den %5,06'ya artacak şekilde iyileştirilmiştir. Ayrıca, aynı koşulda katkısız ve Na katkılı ZnS/Si'nin dönüşüm verimliliği, katkısız ZnO/Si'den daha yüksektir.
Özet (Çeviri)
Solar energy has regarded as the latest comparatively sustainable energy source due to its low cost, eco-friendly and large scale the productibility. Silicon-based solar cells having a significant interest for many years. However, production and fabrication techniques are demanded which make the solar cells more cheaper. Therefore, thin film solar cells have emerged to be an alternative. Thin film technology is considered as inexpensive given that devices have a small amount of material and are established on varied pattern of light absorbing semiconductors. Furthermore, appropriate materials should be prepared, inexpensive, and show a stable behavior over long periods of operation. Zinc sulfide and zinc oxide are considered as the most favorable materials for heterojunction solar cells. This thesis aims to produce high efficiency and cost-effective solar cells by useing the energy that comes from the sun as an alternative and clean energy source. ZnS and ZnO thin films including silicon based solar cells were grown by using easy and economic techniques which are chemical bath deposition, spin coating, and spray pyrolysis techniques. Properties of undoped and Na doped ZnS thin films were grown on glass and Si substrates by spray pyrolysis were investigated. Effect of annealing time and precursor solution amount of ZnO films on the optical properties were investigated. Structural, morphological, optical and electrical properties were examined by using XRD, SEM, UV-Visible spectrometry, and resistivity measurement. It had been found that the band gap energy of ZnS film was decreased to 3.42 eV from 3.66 eV and the resistivity of the film was decreased to 2.00 x105 Ω from 5.17 x105 Ω with increasing Na doping concentration. Performance of ZnS/Si heterojunction cell was improved to increase from 2.20% to 5.06% by Na doping. Moreover, the conversion efficiency of undoped and Na doped ZnS/Si is higher than undoped ZnO/Si fabricated under the same condition.
Benzer Tezler
- Fabrication and characterization of P3HT-WO3 hybrid thin films and device applications
P3HT-WO3 hibrit ince filmlerin üretimi, karakterizasyonu ve cihaz uygulamaları
FATMA BEYZA YEDİKARDEŞ ER
Doktora
İngilizce
2024
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA ZAYİM
PROF. DR. MUSTAFA ALTUN
- 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
- Çinko oksit (ZnO) nanoyapıların organik güneş pillerinde uygulaması
Organic solar cells on ZnO nanostructures
FARUK BALLIPINAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİGEN KADIRGAN
- Synthesis of yellow-emissive carbon dots and observation of their interaction with aflatoxin B1
Sarı ışıma yapan karbon noktalarının sentezi ve aflatoksin B1 ile etkileşimlerinin gözlemlenmesi
ÖZGE ERGÜDER
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CANER ÜNLÜ
- Design, synthesis, and characterization of functional organic materials for optoelectronic applications
Optoelektronik uygulamalar için fonksiyonel organik malzemelerin dizaynı, sentezi ve karakterizasyonu
MEHMET ÖZDEMİR
Doktora
İngilizce
2018
KimyaAbdullah Gül ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN USTA