Kadmiyum ve kurşun kalkojen kuantum nokta- çekirdek/kabuk kuantum nokta temelli güneş hücrelerinin araştırılması
Investigation of solar cells based on cadmium and lead cahalcogenide quantum dot- core/shell quantum dot
- Tez No: 693732
- Danışmanlar: PROF. DR. MEVLÜT KARABULUT
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 140
Özet
Bu tez çalışmasında farklı organik/inorganik iyonik sıvıların PbX ve CdX (X =Te, Se, S) Quantum Dot (QD) temelli güneş hücrelerinin verimleri üzerine etkileri araştırıldı. Çalışma beş ana basamaktan oluşmaktadır. Bunlar sırasıyla; QD'lerin sentezi, TiO 2 alt taban yapılması, QD'lerin ligand değiştirilmesi, iyonik sıvıların hazırlanışı ve güneş hücresi (GH) üretimi olarak belirlenmiştir. Tez kapsamında 7 farklı QD, 3 inorganik ve 2 organik içerikli özgün iyonik sıvılar sentezledik. Sentezlenen QD'ler XRD, SEM, TEM, FT-IR, UV-vis ve PL ölçümleri ile karakterize edildi. CdX QD'lerin boyutları 0,7-4 nm aralığında iken PbX QD'lerin boyutlarının 12-16 nm aralığında olduğu görülmüştür. UV-vis spektrumlarından sentezlenen QD'lerin yasak enerji aralıkları 2.05-3.01 eV aralığında bulundu. QD'ler üzerinde 2-Mercaptopropionic asit kullanılarak ligand değişikliği yapıldı ve kimyasal banyo tekniği kullanılarak QD'ler ile TiO 2 arasında p-n eklemleri oluşturuldu. Sandvic yapıdaki güneş hücresi tasarımında redox tepkimesi için sentezlediğimiz iyonik sıvıları kullanarak en ideal malzeme seçimi yapıldı. Organik içerikli iyonik sıvılar ile alkil guruplarını (R: CH 4 gibi) arttırarak, TiO 2 yüzeyinde modifiye edilen ligandların thiol (SH) bağları ile elektron geçişlerini arttırma yoluna gidildi. Çekirdek kabuk yapı oluşturularak elektronların valans bandından iletkenlik bandına geçişlerinin kolaylaşması sağlandı. 5 farklı İyonik sıvı ile 7 farklı QD ile toplamda 35 adet güneş hücresi oluşturuldu. İyonik sıvıların güneş hücreleri üzerindeki etkileri GH parametreleri hesaplanarak değerlendirildi. CdSe QD ile AY1 iyonik sıvısı kullanılarak yapılan GH verimi %7.426, PbSe QD ile 960 organik iyonik sıvısı kullanılarak yapılan GH verimi %8.257 ve CdSe/CdS çekirdek/kabuk QD ile 960 organik iyonik sıvısı kullanılarak yapılan GH verimi ise %8.573 olarak belirlendi.
Özet (Çeviri)
In this dissertation, effects of different organic/inorganic ionic liquids on the efficiencies of PbX and CdX (X = Te, Se) Quantum Dot (QD) based solar cells. This study comprises of five steps: Synthesis of QDs, formation of TiO 2 substrates, realization of ligand exchange in QDs, preparation of ionic liquids, and fabrication of solar cells. We have synthesized 7 different QDs, 3 different ionic liquids (ILs) and 2 different organic ILs. The QDs were characterized by XRD, SEM, TEM, FT-IR, UV-vis and PL measurements. The sizes of CdX QDs were in the 0.7-4 nm interval while PbX QD sizes were in the 12-16 nm range. The band gaps of the QDs, determined from the UV-vis spectra, varied between 2.05 eV and 3.01 eV. Ligand exchange of QDs were realized by 2-Mercaptopropionic acid and TiO 2 -QD pn junction was formed by chemical bath deposition. In the sandwitch structure design of solar cells, the ideal material for the redox reaction was chosen from the ionic liquids that were synthesized. Electron transfer was enhanced through the thiol (SH) bonds of the modified ligands on the TiO 2 surface by increasing the alkil groups (R:CH 4 ) with organic ionic liquids. Interband transition of electrons was facilitated by the formation of core/shell structures. A total of 35 solar cells were designeb by 5 different ILs and 7 organic ILs. The effects of ionic liquids on the solar cell performances was evaluated by calculating the solar cell parameters. The efficiencies of the solar cells fabricated with CdSe QD and AY1 oranic IL, PbSe QD and 960 organic IL, CdSe/CdS core/shell structure and 960 IL were found to be 7.426%, 8.257% and 8.573%, respectively.
Benzer Tezler
- Application of efficient photoelectrodes prepared by chalcogenide nanoparticle and cesium lead bromide perovskite sensitized 3D-ZNO nanostructure in photoelectrochemical solar cells
Fotoelektrokemik güneş hücrelerindeki kolojenid nanopartikle ve cesıum lead bromid perovskit sensitiz 3D-ZNO nanostructure'in hazırlayan etkili fotoelektrod uygulamaları
MEHRDAD FARAJI
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Kimya MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURDAN DEMİRCİ SANKIR
- Kadmiyum ve kurşun kirliliği olan toprağa artanmiktarlarda uygulanan tavuk gübresinin ıspanak ve marulbitkisinin gelişimi ve kimi besin elementi içeriği üzerineetkisi
Effects of increasing application doses of chicken manure ongrowth and some nutrient element contents of spinach and lettuceunder toxic conditions of cadmium and lead
SITA SANELE KUNENE
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
ZiraatBursa Uludağ ÜniversitesiToprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN ÇELİK
- Bursa'da yoğun araç trafiği, sanayi, kentleşme ve tarımsal faaliyetlerin etkileri bakımından sebzelerde ve yem bitkilerinde kadmiyum ve kurşunla kontaminasyon
Cadmium and lead contamination in vegetables and feeding stuffs in respect to the effects of heavy traffic, industry, urbanization and agricultural activities in Bursa
FİRDEVS MOR
Doktora
Türkçe
2002
Besin Hijyeni ve TeknolojisiUludağ ÜniversitesiFarmakoloji ve Toksikoloji Ana Bilim Dalı
PROF.DR. SELAHATTİN CEYLAN
- Exchange of cadmium and lead on sodium clinoptilolite zeolite
Kadmiyum ve kurşunun sodyum klinoptilolit zeolit üzerinde değişimi
HAKAN MURAT İŞLER
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. HAYRETTİN YÜCEL
- Kadmiyum ve kurşun ile kontamine edilmiş topraklarda yetiştirilen limon fesleğenin (Ocimum citriodorum) bitkisel ve kimyasal özelikleri ile biyolojik aktivitelerinin araştırılması
Investigation of herbal and chemical properties and biological activities of lemon basil (Ocimum citriodorum) grown in cadmium and lead contaminated soils
DİLEK AKIN
Doktora
Türkçe
2024
KimyaÇankırı Karatekin ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE ŞAHİN YAĞLIOĞLU
PROF. DR. İSA TELCİ