Geri Dön

Production and characterizaton of SnO2:Cu/CdS films for solar cell applications

Güneş pili uygulamaları için SnO2:Cu/CdS filmlerinin üretim ve karakterizayonu

PDF İndir

  1. Tez No: 818618
  2. Yazar: WALEED WASEA KHALAF ALKUBAISI
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. OLCAY GENÇYILMAZ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Çankırı Karatekin Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 79

Özet

Bu tez çalışmasında güneş pili uygulamaları için SnO2:Cu/CdS filmlerinin üretimi ve karakterizasyonu yapılmıştır. SnO2:Cu/CdS filmleri cam tabanlar üzerine kimyasal püskürtme tekniği kullanılarak üretilmiştir. Öncelikle SnO2, CdS, SnO2:Cu filmleri ayrı ayrı katman olarak üretilmiş, son olarak da SnO2:Cu/CdS heteroeklem yapılı filmler elde edilmiştir. Üretilen filmlerin güneş pili kullanım potansiyelini belirlemek için yapısal, optiksel, elektriksel ve yüzeysel özellikleri incelenmiştir. Filmlerin tetragonal yapıda polikristal olduğu tespit edilmiştir. Filmlerin geçirgenlik, soğurma, bant aralığı ve kırılma indisi gibi optik parametrelerinin belirlenmesinde UV-VIS spektrofotometre kullanılmıştır. Filmlerin görünür bölgede ortalama geçirgenlik ve bant aralığı değerleri de sırasıyla  % 70 ve 3,75 eV olarak bulunmuştur. Sıcaklığa bağlı iletkenlik ölçümü ile filmlerin n-tipi iletkenlik özellikte olduğu görülmüştür. Ayrıca, Cu katkısı ile filmlerin özdirenç değerleri azalmıştır ve SnO2:Cu/CdS filmleri düşük özdirenç (3.25×10-3 Ωcm) değerine sahip olmuştur. Filmlerin yüzey özellikleri ve elemental analizleri atomik kuvvet mikroskobu ve taramalı elektron mikroskobu kullanılarak incelenmiş, homojen bir yüzey morfolojisine sahip olduğu görülmüştür. Enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDX) sonuçları filmi oluşturan elementlerin (SnO2) kalay (Sn), klor (Cl), oksijen (O) ve silikon (Si) olduğunu gösterir. Filmlerin geçirgenlik, absorpsiyon, bant aralığı ve kırılma indeksi gibi optik parametrelerini belirlemek için UV-VIS spektrofotometre kullanılmıştır.Sıcaklığa bağlı iletkenlik ölçümü ile filmlerin n-tipi iletkenliğe sahip olduğu gözlemlendi. Ayrıca Cu katkılama ile filmlerin özdirenç değerleri düşmüş ve SnO2:Cu/CdS filmlerin özdirenci düşük (3.25×10-3 Ωcm) olmuştur. Filmlerin yüzey özellikleri ve elemental analizleri atomik kuvvet mikroskobu ve taramalı elektron mikroskobu kullanılarak incelenmiş ve homojen bir yüzey morfolojisine sahip oldukları görülmüştür.

Özet (Çeviri)

In this thesis, the production and characterization of SnO2:Cu/CdS films which can be used for solar cell applications were carried out. SnO2:Cu/CdS films were produced on glass substrates using chemical spraying technique. First of all, SnO2, CdS, SnO2:Cu films were produced as separate layers, and finally SnO2:Cu/CdS heterojunction films were obtained. Structural, optical, electrical and surface properties of the produced films were investigated to determine the solar cell usage potential. It was determined that the films were polycrystalline in tetragonal structure. The preferred orientation of the CdS along (002) direction at 2θ = 26.60º. The other peaks were detected at 2θ = 44 and 52º which can be ascribed due to reflection from (110), and (112) planes of the hexagonal CdS structure. Atomic force microcope (AFM) results shows that the distribution of grains on the surface is almost uniform and homogeneous, and the film is without any cracks. The results showed that the average surface roughness of the SnO2, CdS and SnO2:Cu/CdS films were 10.7 nm, 17.6 nm and 18.8 nm, respectively. A Scanning Electron Microscope (SEM) results shows that the surfaces of the prepared films have spherical particles, with a homogeneous distribution on the substrate, and there are no cracks on the surface of the film or large molecular agglomerations. Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) results shows that the the elements that formed the film (SnO2) which are tin (Sn), chlorine (Cl), oxygen (O), and silicon (Si). UV-VIS spectrophotometer was used to determine the optical parameters of the films such as transmittance, absorption, band gap and refractive index. The average transmittance and band gap values of the films in the visible region were found to be 70 % and 3.75 eV, respectively. The calculated energy gap values for SnO2, SnO2:Cu, SnO2:Cu/CdS, and CdS films were 3.90, 3.88, 3.75 and 2.28 eV respectively. With the temperature-dependent conductivity measurement, it was observed that the films had n-type conductivity. Besides, the resistivity values of the films decreased with Cu doping and the SnO2:Cu/CdS films had low resistivity (3.25×10-3 Ωcm). The surface properties and elemental analyses of the films were examined using atomic force microscopy and scanning electron microscopy, and it was seen that they had a homogeneous surface morphology.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    595517

    Metalik kalayın asidik çözeltiler içerisinde anodik davranışının incelenmesi

    Investigation of anodic behavior of metallic tin in acidic solutions

    CAN AKYIL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA ÜRGEN

  2. Tez No

    687838

    Elektron iletim tabakasının perovskit güneş pillerinin performansına etkisi

    The effect of the electron transport layer on the performance of perovskite solar cells

    AYŞE NUR ŞAHİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET ALTINDAL

  3. Tez No

    634913

    Çinko stanat tozlarının katı hal senteziyle üretimi ve karakterizasyonu

    Production and characterization of doped zinc stannate through solid-state synthesis

    DİLAVER KARAŞAHİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Mühendislik BilimleriEskişehir Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EMEL ÖZEL

  4. Tez No

    379560

    Lityum iyon piller için sol-jel yöntemiyle SnO2/ÇDKNT nanokompozit anot üretimi

    Productıon of SnO2/MWCNT nanocomposıte anode for lıthıum ıon batterıes by sol-gel method

    HİLAL KÖSE

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    KimyaSakarya Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALİ OSMAN AYDIN

  5. Tez No

    365538

    Biyokütlenin süperkritik su ortamında gazlaştırılmasında kullanılacak olan ni/zro2 ve sn/zro2 katalizörlerinin sentezi ve karakterizasyonu

    Synthesis and characterization of ni/zro2 and sn/zro2 catalysts for biomass gasification in supercritical water media

    SEMİH YURTDAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Kimya MühendisliğiAnadolu Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. NEZİHE AZCAN

Geri Dön