Geri Dön

Kararlı perovskit tipi güneş pilleri sentezi

The synthesis of stable perovskite solar cells

PDF İndir

  1. Tez No: 758175
  2. Yazar: ECE ÇETİN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. İSMAİL BOZ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 92

Özet

Dünyada sınırlı miktarda bulunan fosil yakıtlar gibi yenilenemez enerji kaynaklarının kullanımı, küresel ısınmaya neden olmaktadır. Günümüz teknolojisinde artan enerji talebi ve maliyetleri nedeniyle yenilenebilir enerji kaynakları üzerine yapılan araştırmalar artmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olan güneş enerjisi, dünyada en bol miktarda bulunan temiz bir enerji kaynağıdır. Çevreyi kirletmeyen sürdürülebilir bir enerji kaynağıdır. Güneş enerjisi günümüzde küresel enerji kullanımının küçük bir kısmını oluşturmaktadır. Güneş pilleri, güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren cihazlardır. Perovskit temelli güneş pillerinin kararlılık, verimlilik, performanslarındaki artış ve maliyetlerinin azalması ile daha fazla alanda kullanılmaktadır. Bu tez kapsamında, güneş pilini oluşturan her bir katmanın güneş piline olan etkisi incelenmiştir. TiO2 katmanı %40 nem altında, perovskit ile P3HT katmanı kuru atmosfer altında hazırlanmıştır ve tüm katmanlar döndürerek kaplama yöntemiyle kaplanmıştır. Elektron taşıma katmanı olan TiO2 katman sayısı, kaplama hızı ve süresi, TiO2 konsantrasyonunun verime olan etkisi incelenmiştir. Çift kademe kalsine edilen 0,3 M 2 tane (c-TiO2) katmanlarını içeren güneş pili için en yüksek verim elde edilmiştir. Işığı absorplayan malzeme olan perovskitin konsantrasyonu (1,4 mM ve 2,8mM), katman sayısı (1, 2 ve 3), perovskit içine kararlılığı arttırmak amacıyla katkılanan PEG-400, PEG-20000 ve PEG-20000-kloroform malzemelerinin konsantrasyonları (0, 20, 40 ve 60 mg/ml) ve etkileri incelenmiştir. PEG-400'ün kararlılığa etkisi olmadığı, PEG-20000'nin perovksit ile faz ayrımına neden olduğu görülmüştür ve en kararlı güneş pilinin, perovskit katmanına 40 mg/ml PEG-20000-kloroform katkılanan olduğu deney sonuçları ile elde edilmiştir. Boşluk taşıma katmanı olan P3HT'in farklı konsantrasyonları (15, 30 ve 45 mg/ml) çalışılarak güneş pilinin verimine olan etkisi araştırılmıştır. En yüksek verim 15 mg/ml P3HT katmanı ile elde edilmiştir. Elde edilen katmanların analizleri yapılmıştır. En yüksek performans değerleri ve en iyi kararlılık; PEG 20000-kloroform katkılanan perovskit katmanı ile hazırlanan ITO/c-TiO2/c-TiO2/m-TiO2/Perovskit/P3HT/Ag güneş pili yapısı için Jsc 3,572 mA/cm2, FF 41,28 %, Voc 375 mV ve güç dönüşüm verimi 0,55 % olarak elde edilmiştir. Yapılan kararlılık araştırmasında güneş pili ilk 4 gün veriminin %100'ünü korumuş ve 7. gün verimin %26,4'ünü koruduğu bulunmuştur.

Özet (Çeviri)

The use of non-renewable energy sources such as fossil fuels, which are limited in the world, causes global warming. Due to the increasing energy demand and costs in today's technology, researches on renewable energy sources are increasing. Solar energy, one of the renewable energy sources, is the most abundant clean energy source in the world. It is a sustainable energy source that does not pollute the environment. Solar energy currently accounts for a small portion of global energy use. Solar cells are devices that convert solar energy into electrical energy. Perovskite-based solar cells are used in more areas with their stability, efficiency, increase in performance and decrease in costs. In this thesis, the effect of each layer that makes up the solar cell on the solar cell was investigated. The TiO2 layer was prepared under 40% humidity, the perovskite and P3HT layer was prepared under a dry atmosphere, and all layers were coated by spin coating method. The number of TiO2 layers, which is the electron transport layer, the coating speed and time, and the effect of TiO2 concentration on the yield were investigated. The highest efficiency was obtained for the solar cell containing 0.3 M 2 number (c-TiO2) layers, which were calcined in double stages. The concentration of perovskite, which is the light absorbing material (1.4 mM and 2.8 mM), the number of layers (1, 2 and 3), the concentrations of PEG-400, PEG-20000 and PEG-20000-chloroform materials added to the perovskite to increase stability (0 , 20, 40 and 60 mg/ml) and their effects were examined. It was seen that PEG-400 did not affect the stability, PEG-20000 caused phase separation with perovskite, and the most stable solar cell was obtained by experiment results in which 40 mg/ml PEG-20000-chloroform was added to the perovskite layer. Different concentrations (15, 30 and 45 mg/ml) of P3HT, which is the space transport layer, were studied and its effect on the efficiency of the solar cell was investigated. The highest yield was obtained with 15 mg/ml P3HT layer. The analyzes of the obtained layers were made. The highest performance values and the best stability; For ITO/c-TiO2/c-TiO2/m-TiO2/Perovskite/P3HT/Ag solar cell structure prepared with PEG 20000-chloroform doped perovskite layer, Jsc 3,572 mA/cm2, FF 41,28 %, Voc 375 mV and power conversion The yield was obtained as 0.55 %. In the stability research, it was found that the solar cell preserved 100% of its efficiency in the first 4 days and 26.4% of the efficiency in the 7th day.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    713830

    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

    Türkçe

    2022

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Yenilenebilir Enerji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİLGÜN YAVUZ

  2. Tez No

    648921

    Yüksek verimli ve ısıl dayanımlı perovskit güneş hücreleri için yeni ftalosiyanin türevi boşluk taşıyıcı malzemelerin geliştirilmesi

    Development of new phthalocyanine derivatives as hole transport material for high efficient and thermally stable perovskite solar cells

    ZEYNEP DALKILIÇ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AYFER KALKAN BURAT

  3. Tez No

    698622

    Perovskit güneş hücresi için p-tipi konjuge polimer sentezi ve uygulaması

    Synthesis and its application of p-type conjuge polymer for perovskite solar cell

    NEFİSE DEMİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Enerjiİzmir Katip Çelebi Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA CAN

  4. Tez No

    791521

    Novel hole transport, large ammonium cation and dopant materials for realization of high-performance perovskite solar cells

    Yüksek performanslı perovskit güneş hücreleri için özgün boşluk taşıma, büyük amonyum katyonu ve katkı malzemeleri

    ESRA BAĞ ÇELİK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Polimer Bilim ve TeknolojisiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ EMRULLAH GÖRKEM GÜNBAŞ

    DOÇ. DR. SELÇUK YERCİ

  5. Tez No

    726339

    Production and development of perovskite solar cells with inorganic hole transport materials

    İnorganik boşluk taşıyıcı malzemeli perovskit güneş hücrelerinin üretilmesi ve geliştirilmesi

    SALİH ALPER AKALIN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    EnerjiDokuz Eylül Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA EROL

Geri Dön