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.
- Tez No: 835714
- Danışmanlar: PROF. DR. EMİN BACAKSIZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karadeniz Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
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
- Fuel oil'deki kükürtün organometalik bileşiklerle külde tutulması
Removal of sulfur from the heavy fuel oil fixing in the ash by using organometallic compounds
MUSTAFA KUŞÇUOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. METİN GÜRÜ
- Hurda kurşun-asit akülerin geri dönüşüm prosesinde oluşan cüruftan antimon (Sb) kazanımı
Antimony (Sb) recovery from recycling process of scrap lead acid battery
GİZEM ALEV
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET ŞEREF SÖNMEZ
- Soya küspesi ve arpaya dayalı rasyonlara kükürt katkılı ve katkısız farklı düzeylerde bakla ikamesinin kimi rumen fermantasyon parametreleri üzerine etkisi
The effect of adding different levels of vicia faba with sulphure and sulphure-free to based on soy bean meal and barley rations on some rumen fermentation parameters
MEHTAP GÜNEY
- 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
2005
Metalurji Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. ENVER OKTAY
- 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
2021
Kimya MühendisliğiYalova ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ESRA BİLGİN ŞİMŞEK
DOÇ. DR. ALPER SARIOĞLAN