Geri Dön

Kükürt katkılı Cu(In,Ga)(Te,S)2 ince filmlerin farklı [Ga]/([Ga]+[In]) oranlarında büyütülerek yapısal ve optik özelliklerinin incelenmesi

Investigation of the structural and optical properties of sulphur-doupted Cu(In,Ga)(Te,S)2 thin films by enlarging at different [Ga]/([Ga]+[In]) rati̇os.

PDF İndir

  1. Tez No: 835714
  2. Yazar: ABDULLAH KARACA
  3. Danışmanlar: PROF. DR. EMİN BACAKSIZ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Karadeniz Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 171

Özet

Bu çalışmada, iki aşamalı teknik kullanarak [Ga]/([Ga]+[In]) atomik oranları 0,3 ve 0,5 olan Cu(In,Ga)(Te,S)2 (CIGTS) ince filmleri üretildi. Tekniğin ilk aşamasında; Cu, In ve Ga katmanları, Mo kaplı paslanmaz çelik (SS) altlık üzerine elektro - depolama yöntemiyle kaplandı. Daha sonra SS/Mo/Cu/In/Ga öncül katmanlar üzerine Te katmanları ise, elektron demeti buharlaştırma yöntemi kullanarak stokiyometrik oran korunacak şekilde optimum kalınlıkta kaplandı. İkinci aşamada, Cu(In,Ga)S2 (CIGS) ince filmi üretmek için SS/Mo/Cu/In/Ga öncül katmanlar S tozu ile inert atmosferde ve Cu(In,Ga)Te2 (CIGT) yapısını üretmek için ise SS/Mo/Cu/In/Ga/Te katmanları inert atmosferde tavlandı. CIGTS ince filmleri ise CIGT filmler üretildikten sonra S atmosferinde ısıl işlem uygulandı. S atmosferinde tavlanan SS/Mo/Cu/In/Ga öncül katmanlarda kalınlık boyunca Ga-In gradyente sahip CIGS soğurma katmanı oluştuğu görüldü. Sülfürsüz ortamda ısıl reaksiyona giren SS/Mo/Cu/In/Ga/Te öncül katmanlarda ise hemen hemen stokiyometrik CuInGaTe2 yarıiletken bileşiğin oluştuğu tespit edildi. Ancak, S katkılı CIGT bileşiklerde CIGTS yerine CIGS bileşiğini oluşturduğu belirlendi. S atomlarının Te atomlarının yerine yerleştiği ve ısıl işlem sürecinde Te atomlarının buharlaştığı EDS ölçümleri ile belirlendi. Farklı [Ga]/([Ga]+[In]) oranlarında S katkısız CIGT ve S katkılı CIGTS örneklerin yapısal ve optik özellikleri X-ışını kırınımı (XRD), EDS, ikincil iyon kütle spektrometresi (SIMs), Raman ve Fotolüminesans (PL) ölçümleri alınarak incelendi. Gibbs serbest enerji hesaplamalarında, CIGTS reaksiyonu için S ve Te birlikte katkılandığında, Te'nin metalik faza ayrışabileceği ve baskın CIGS fazının tercih edilen reaksiyon sonucunda oluşabileceği öngörüldü.

Özet (Çeviri)

In this study, Cu(In,Ga)(Te,S)2 (CIGTS) thin films with [Ga]/([Ga]+[In]) atomic ratios of 0.3 and 0.5 were produced using a two-step technique. In the first stage of the technique; Cu, In and Ga layers were deposited on Mo coated stainless steel (SS) substrate by electrodeposition. Then, Te layers were coated on the SS/Mo/Cu/In/Ga precursor layers at optimum thickness using electron beam evaporation method, keeping the stoichiometric ratio. In the second step, SS/Mo/Cu/In/Ga precursor layers were annealed in S powder and inert atmosphere to produce Cu(In,Ga)S2 (CIGS) thin films. The same way SS/Mo/Cu/In/Ga/Te layers to produce Cu(In,Ga)Te2 (CIGT) structure were annealed in an inert atmosphere. CIGTS thin films were annealed in S atmosphere after the CIGT films were produced. It was observed that CIGS absorption layer with Ga-In gradient was formed throughout the thickness in SS/Mo/Cu/In/Ga precursor layers annealed in S atmosphere. It was determined that almost stoichiometric CuInGaTe2 semiconductor compound was formed in the SS/Mo/Cu/In/Ga/Te precursor layers that reacted thermally without S-doupt. However, it was determined that S doped CIGT compounds formed CIGS instead of CIGTS. It was also determined by EDS measurements that the S atoms replaced the Te atoms and the Te atoms evaporated during the annealed process. Structural and optical properties of S-undoped CIGT and S-doped CIGTS samples at different [Ga]/([Ga]+[In]) ratios X-ray diffraction (XRD), EDS, secondary ion mass spectrometry (SIMs), Raman and Photoluminescence (PL) measurements were taken and examined. In the Gibbs free energy calculations, it was predicted that when S and Te are doped together for the CIGTS reaction, Te can decompose into the metallic phase and the dominant CIGS phase can be formed as a result of the preferred reaction.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    659446

    Development of zinc titanate-based H₂S adsorbents for biomass gasification process

    Biyokütle gazlaştırma işlemi ıçin çinko titanat esaslı H₂S adsorbentlerinin geliştirilmesi

    ÖZLEM TUNA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Kimya MühendisliğiYalova Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ESRA BİLGİN ŞİMŞEK

    DOÇ. DR. ALPER SARIOĞLAN

  2. Tez No

    197437

    Karbon katkılı bakır içeren demir tozu peletlerinin sinterleme sonrası özellikleri

    The sintered properties of carbon added copper containing iron powder pellets

    MELEK CUMBUL ALTAY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2005

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. ENVER OKTAY

  3. Tez No

    111378

    Enerji dağıtımlı X-Ray analizörlü taramalı elektron mikroskop cihazı ile haşhaş kapsüllerindeki inorganik elementlerin tayini

    Determination of inorganic elements existing in poppy capsules by energy dispersive, X-Ray analysing, scanning elektron microscope (SEM/EDS)

    ELİFE ÇOPUR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2001

    Eczacılık ve FarmakolojiGazi Üniversitesi

    Analitik Kimya Ana Bilim Dalı

    Y.DOÇ.DR. NİLGÜN GÜNDEN GÖĞER

  4. Tez No

    766064

    Puls lazer depozisyon tekniği kullanılarak alkali atomlarının doping edildiği Cu2SnS3 nanoparçacık ince filme dayalı güneş pillerinin üretimiproductıon of alkalı atoms doped cu2sns3 nanopartıcles thın fılms based solar cells usıng pulsed laser deposıtıon system

    Production of alkali atoms doped Cu2SnS3 nanoparticles thin films based solar cells using pulsed laser deposition system

    AMINA HOUIMI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSelçuk Üniversitesi

    Nanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HAMDİ ŞÜKÜR KILIÇ

  5. Tez No

    780846

    İkincil alüminyum cürufunun çimento ve beton üretiminde değerlendirilmesi

    Evaluation of secondary aluminium dross in cement and concrete production

    GÖKHAN ÇİL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Metalurji MühendisliğiSakarya Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KENAN YILDIZ

Geri Dön