CdTe ince filmlerin soğuk altlık yöntemiyle üretilmesi ve karakteristik özelliklerin incelenmesi
Production of CdTe thin films by cold backing method and investigation of characteristic properties
- Tez No: 824662
- Danışmanlar: PROF. DR. VAGİF NEVRUZOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 74
Özet
Bu tez çalışmasında CdTe ince filmler farklı sıcaklık değerlerinde soğutulmuş (100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 275 ve 300 K) cam yüzeyinde soğuk altlık yöntemi olarak tanımlanan yöntemle üretildi. Elde edilen filmlerin yapısal (XRD), optiksel (FESEM, SEM, optik geçirgenlik ve optik soğurma) ve elektriksel özellikleri incelendi. XRD sonuçları tüm altlık sıcaklıklarda üretilen CdTe filmlerinin kübik yapıda (111), (220) ve (311) düzlemlerinde büyüdüğünü gösterdi. FESEM görüntüleri 200 K altlık sıcaklığında üretilmiş CdTe filminin eşit boyutlu kristalik kümelerden oluştuğunu gösterdi. Bu sonuç ile söz konusu sıcaklık değerinde CdTe kristalinin soliton büyüme mekanizması ile gerçekleştiği anlaşıldı. 300 K ve 200 K altlık sıcaklıklarında üretilen filmlerin altlık yüzeyinde sergiledikleri tane boyutlarındaki dağılımlar IMAGEJ programı yardımı ile hesaplandı. Sonuçlar 300 K de üretilen filmlerin tane boyutlarının ağırlıklı olarak 60-80 nm aralığında değiştiğini buna kıyasla 200 K de bu dağılımın 20-25 nm aralıklarında değiştiği görüldü. Optik geçirgenlik spektrumlarından altlık sıcaklığına bağlı olarak optik şeffaflık değerlerinde artışların olduğu anlaşıldı. Optik soğurma spektrumlarında ise soğutulmuş altlıklar yüzeylerinde üretilen CdTe filmlerinde noktasal kusurlardan kaynaklı soğurma piklerine rastlanmamıştır. Kristal yapıda gerçekleşen bu yeni yapısal durum CdTe'un p-tipi elektriksel özellik sergilemesini sağlamıştır. Üretilen filmlerin elektriksel ölçümieri Ivium markalı cihaz ile yapıldı. Ölçümlerin sağlıklı yürütülmesi için CdTe yüzeyine omik kontak olarak Cu/Au alaşımı buharlaştırılarak oluşturuldu. Sıcaklığa bağlı olarak örneklerin öz direnç değerlerindeki artışlar yasak bant aralığının genişlemesinden ve bu süreci sağlayan tane boyutlarındaki küçülmelerden kaynaklı olduğu anlaşıldı. Sonuç olarak bu tez çalışmasında kullanılan yeni üretim yönteminden yararlanılarak yüksek buhar basıncına sahip yarıiletken malzemeleri (CdS, CdTe, ZnTe, CdSe vb.) yapısal tahribata uğratmadan üretilmesinin uygun olacağı anlaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this project work, CdTe thin films were produced on the glass surface cooled at different temperatures (100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 275 and 300 K) by the method defined as the cold substrate method. The structural (XRD), optical (FESEM, SEM, optical transmittanceand optical absorption) properties of the obtained films were investigated. XRD results showedthat it grows in the cubic structure (111), (220) and (311) planes at all temperatures. FESEM images showed that the CdTe film produced at a substrate temperature of 200 K consisted ofclusters of equal size. This result was evaluated that the crystal structure was realized by the soliton growth mechanism at the temperature in question. The grain size distribution of the films produced at 300 K and 200 K substrate temperatures was determined with the help of the IMAGEJ program. Results It was determined that the grain sizes of the films produced at 300 K mainly changed in the range of 60-80 nm, but at 200 K, these data changed in the rangeof 20-25 nm. Optical transmittance spectra showed an increase in optical transparency valuesdepending on substrate temperature. From the optical absorption spectrum, it was understoodthat the absorption peaks due to point defects on the cooled substrate surface decreased. This new situation in the crystal structure enabled CdTe to exhibit p-type electrical properties duringthe production process. Electrical measurements of the produced films were made with an Ivium branded device. In order to carry out the measurements properly, Cu/Au alloy was usedas an ohmic contact to the CdTe structure by evaporation. It was understood that the increases in the resistivity values depending on the temperature were caused by the widening of the forbidden band gap and the reduction in grain sizes that provided this process. It has been seen that it is appropriate to produce semiconductor materials (CdS, CdTe, ZnTe, CdSe, etc.)with high vapor pressure without causing structural destruction by using the production methodused in this project, and to produce inexpensive photovoltaic devices based on these materials.
Benzer Tezler
- In/n-CdS/p-CdTe/Cu+Au güneş pilinin soğuk altlık yöntemiyle üretimi
In/n-CdS/p-CdTe/Cu+Au solar cell production with cold substrate method
GÖKSEL AYTEMİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
EnerjiRecep Tayyip Erdoğan ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VAGİF NEVRUZOĞLU
- Synthesis of copper zinc tin sulfide CZT(S,Se) with solution based method and formation and characterization of CZT(S,Se) thin films for photovoltaic application
Solüsyon yöntemiyle CZTS sentezi ve fotovoltaik devreler için CZTS ince film oluşturma ve film özelliklerini inceleme
RIDVAN ERĞUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ELİF ÜLKÜ ARICI
- CdTe/CdSe heteroeklem ince filmlerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of CdTe/CdSe heterojunction thin films
SEVDA İLDAN ÖZMEN
Doktora
Türkçe
2020
EnerjiMersin ÜniversitesiNanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜLYA METİN GÜBÜR
- Çok kristalli CdTe ince filmlerinin optiksel özellikleri: Optiksel sabitlerin 'zarf yöntemiyle' saptanması
Optical properties of polycrystalline cdte thin films: Determination of optical constants by 'envelope method'
BENGÜL ZENCİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Fizik ve Fizik MühendisliğiMuğla ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MURAT BAYHAN
- CdS/CdTe heteroeklemlerin elektriksel ve fotovoltaik özellikleri
Electrical and photovoltaic properties of CdS/CdTe heterojunctions
SERÇO SERKİS YEŞİLKAYA
Doktora
Türkçe
2004
Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF.DR. TAYYAR CAFEROV