TiO2/ERGO nanokompozit elektrotların CdTe, PbTe, Bi2Te3, CdTe/PbTe, CdTe/Bi2Te3 ve PbTe/Bi2Te3 kuantum parçacıklar ile dekore edilmesi, karakterizasyonu ve QDSSCs'lerde uygulamaları
Decoration of TiO2/ERGO nanocomposite electrodes with CdTe, PbTe, Bi2Te3, CdTe/PbTe, CdTe/Bi2Te3 and PbTe/Bi2Te3 quantum dots, characterization and applications in QDSSCs
- Tez No: 831086
- Danışmanlar: PROF. DR. ÜMİT DEMİR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Nanobilim ve Nanomühendislik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 216
Özet
Amaç: Bu tez çalışması kapsamında, tek adımda titanyum dioksit (TiO2) ve grafen oksit (GO)'in substrat yüzeyine indirgenmesi ile elde edilen TiO2/ERGO kompozit yapısına, bileşik yarı iletken kuantum parçacıkların (CdTe, PbTe, Bi2Te3, CdTe/PbTe, CdTe/Bi2Te3 ve PbTe/Bi2Te3) modifiye edilmesi ve elde edilen QD modifiye kompozitlerin kuantum parçacık duyarlı güneş pilleri (QDSSC) uygulamalarında daha yüksek dönüşüm verimi sağlayan fotoanot elektrotlar olarak kullanılması amaçlanmıştır. Yöntem: GO ve TiO2 (h/h 1:1) sulu çözeltilerinin kullanıldığı, elektrokimyasal ko-depozisyon yöntemi ile FTO substrat yüzeyine eş zamanlı indirgeme yapılarak, TiO2/ERGO nanokompozitleri elde edilmiştir. TiO2/ERGO nanokompozit üzerine QD dekorasyonu için elektrokimyasal ko-depozisyon, ardışık iyonik tabaka adsorpsiyon ve reaksiyonu (SILAR) ve atomik tabaka depozisyon (ALD) ile iyonik tabaka adsorpsiyon ve reaksiyon (ILAR) yöntemlerinin birleşiminden oluşan (ALD-ILAR) sentez yöntemleri kullanılmıştır. TiO2/ERGO-QD fotoanotlar, FESEM, XRD, XPS, EDS, Raman spektroskopisi, UV-vis, PL ve EİS teknikleri ile yapısal, morfolojik ve optiksel olarak karakterize edilmiştir. Ayrıca hazırlanan fotoanot elektrotlar ile beraber farklı karşıt elektrotlar ve elektrolitler kullanılarak QDSSC prototipleri tasarlanmıştır. Hazırlanan güneş pillerinin güç dönüşüm verimleri ve foto dönüşüm verimleri I-V ve IPCE teknikleri kullanılarak karakterize edilmiştir. Bulgular: Hazırlanan FTO/TiO2/ERGO-QD tabanlı QDSSC güneş pillerinde en yüksek dönüşüm verimi %1,147'lik değer ile FTO/TiO2/ERGO-CdTe tabanlı güneş pilinde izlenmiştir. FTO/TiO2/ERGO-PbTe ve FTO/TiO2/ERGO-Bi2Te3 tabanlı güneş pilleri sırası ile %0,461 ve %0,289 pil performansı göstermişlerdir. Sonuç: Sentezlenen kuantum parçacık modifiye fotoanotların QDSSC uygulamaları için yüksek foto aktivite ve kimyasal kararlılığa sahip, umut vadeden malzemeler olduğu belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Purpose: This research basically aims to fabricate new generation quantum dot sensitized solar cells (QDSSCs) with increased power conversion efficiency and in low cost through the development of novel electrochemically reduced graphene oxide (ERGO) based TiO2 nanocomposite electrodes sensitized by compound semiconducting (QD: CdTe, PbTe, Bi2Te3, CdTe/PbTe, CdTe/Bi2Te3 and PbTe/Bi2Te3) of quantum dots (QDs). Method: TiO2/ERGO nanocomposites were obtained by simultaneous reduction to the FTO substrate surface by electrochemical co-deposition method using aqueous solutions of GO and TiO2 (v/v 1:1). Electrochemical methods, sequential ion layer adsorption and reaction (SILAR) and atomic layer deposition (ALD) and ion layer adsorption and reaction (ILAR) methods (ALD-ILAR) are üşer for the decoration of QDs on TiO2/ERGO nanocomposites. TiO2/ERGO-QD photoanodes were characterized structurally, morphologically and optically by FESEM, XRD, XPS, EDS, Raman spectroscopy, UV-vis, PL and EIS techniques. In addition, QDSSCs were designed by using different counter electrodes or electrolytes together with the prepared photoanode electrodes. The power conversion efficiencies and photo conversion efficiencies of the prepared solar cells were characterized using I-V and IPCE techniques. Findings: Among the fabricated FTO/TiO2/ERGO-QD based solar cells, the highest efficiency was observed for the FTO/TiO2/ERGO-CdTe based solar cell with a value of 1.147%. FTO/TiO2/ERGO-PbTe and FTO/TiO2/ERGO-Bi2Te3 based solar cells have demonstrated energy conversion efficiencies of 0,461% and 0,289% respectively. Results: It was found that the synthesized photoanodes are promising materials with high photoactivity and chemical stability for QDSSC applications.
Benzer Tezler
- TiO2/ERGO nanokompozitlerin elektrokimyasal sentezi ve Mg2+ ile modifikasyonu, fotoelektrokimyasal h2 üretimi ve metilen mavisi gideriminde kullanılması
Electrochemical synthesis of TiO2/ERGO nanocomposites and modification with Mg2+, photoelectrochemical h2 production and use in methylene blue degradation
EKİN AKYÜREK
- TiO2/ERGO/ITO nanokompozit elektrotların elektrokimyasal olarak hazırlanması ve karakterizasyonu
Electrochemical synthesis and characterization of TiO2/ERGO/ITO nanocomposite electrodes
ELİF TEMUR
- Elektrokimyasal olarak indirgenmiş grafen oksit (ERGO)-TiO2 nanokompozit elektrotların hazırlanması ve boya duyarlı güneş pillerinde (DSSC'lerde) fotoanot olarak kullanılması
Fabrication of electrochemically reduced graphene oxide (ERGO)-TiO2 nanocomposite electrodes for dye sensitized solar cells (DSSC) as photoanode
ZEYNEP SELİN BAŞARAN
- Elektrokimyasal yöntemle indirgenmiş grafen oksit/titanyum dioksit yüzeyinin alüminyum ile doplanması, kapasitif ve fotokatalitik özelliklerinin incelenmesi
Doping of electrochemically reduced graphene oxide/titanium dioxide surface with aluminum and investigation of its capacitive and photocatalytic properties
EBRU TURGUT HİM
- TiO2/ergo nanokompozitlerinin elektrokimyasal sentezi ve CdS kuantum parçacıkları ile dekorasyonunun fotovoltaik özelliklerine etkisi
Electrochemical synthesis of TiO2/ergo nanocomposites and the effect of decoration with CdS quantum dots on the photovoltaic properties
EMİR ÇEPNİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
KimyaAtatürk ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜMİT DEMİR