Au/Fe2-xSnxO3/n-Si/Al heteroeklem yapıların üretimi ve güneş pili potansiyelinin değerlendirilmesi
Fabrication of Au/Fe2-xSnxO3/n-Si/Al heterojunction structures andevaluation of their solar cell potential
- Tez No: 848202
- Danışmanlar: PROF. DR. MUHAMMET YILDIRIM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: RF-DC Co-Sputter, Fe2-xSnxO3, Güneş Pili, RF-DC Co-Sputter, Fe2-xSnxO3, Solar Cell
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Katıhal Fiziği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 68
Özet
Amaç: Bu tez çalışması, n tipi Si üzerine inorganik bir yarı iletken aktif tabaka ile yapılan heteroeklem tasarımını içermekte; aynı zamanda, (RF)-(DC) co-sputter tekniği ile elde edilen filmin yapısal, morfolojik ve optik özelliklerini karakterize etmeyi amaçlamaktadır. Yöntem: Heteroeklem tasarımında, n tipi Si alttaşlar üzerine 2 farklı p tipi Fe2-xSnxO3 ince filmi RF-DC co-sputter tekniği ile büyütüldü Birinci film (N1) için DC güç kaynağı 150 W ve Sn hedef için RF güç kaynağı 50 W olarak; ikinci film (N2) için DC güç kaynağı 150 W ve Sn hedef için RF güç kaynağı 25 W olarak ayarlanmıştır. Üst kontak için Au metali, alt kontak için Al metali kullanılarak 2 adet Au/Fe2-xSnxO3/n-Si/Al heteroeklem elde edilmiş ve heteroeklemlerin Güneş pili potansiyeli değerlendirilmiştir. Bulgular: Soğurma ölçümleri kullanılarak, N1 için bant aralığı 2,7 eV olarak ve N2 için 2,45 eV olarak bulundu. SEM görüntülerinde ince filmlerin yüzeyinde homojen bir dağılım olduğu ve N1/n-Si′deki tane boyutlarının daha belirgin ve büyük olduğu görülmüştür. AFM ölçümü ile Fe2-xSnxO3 pürüzlülük değeri N1/n-Si için Ra:4,6 Sa:8,3 nm ve N2/n-Si için Ra:4,5 nm, Sa:5,9 nm olarak belirlendi. XRD grafiğinde N1 için 33,2° ve 35,5° açılarında; N2 için 35,5°, 34,0° ve 24,5° açılarında görülen pikler tetragonal yapılar için karakteristik piklerdir. Au/N1/n-Si/Al yapısı için karanlıkta 2,03 olarak hesaplanan idealite faktörü değerinden diyot kalitesinin iyi olmadığı görülmektedir. Ancak Au/N1/n-Si/Al yapısının akım-voltaj (I-V) grafiğinde 10-150 mW/cm2 aralığında artan ışık şiddeti ile ters beslem akımının artması, yapının ışığa duyarlı olduğunu göstermektedir. Au/N1/n-Si/Al için karanlıkta 0,77 eV olarak hesaplanan engel yüksekliği Si tabanlı bir diyot için uygun değerdedir. Sonuç: Fe2-xSnxO3 ışığa duyarlılığı Güneş pili uygulaması için potansiyel bir malzeme olduğunu ve geliştirilebileceğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Purpose: This thesis aims to design a heterojunction on n-type silicon with an inorganic semiconductor active layer. Additionally, it aims to characterize the film obtained through the (RF)- (DC) co-sputter technique structurally, morphologically, and optically. Method: In heterojunction design, two different p-type Fe2-xSnxO3 thin films were grown on n-type Si substrates by RF-DC co-sputter technique. For the first film (N1), the DC power supply was 150 W and the RF power supply for the Sn target was 50 W; for the second film (N2), the DC power supply was 150 W and the RF power supply for the Sn target was 25 W. Two Au/ Fe2-xSnxO3/n-Si/Al heterojunctions were obtained using Au metal for the upper contact and Al metal for the lower contact and the solar cell potential of the heterojunctions was evaluated. Findings: Using absorption measurements, the band gap for N1 was found to be 2.7 eV and 2.45 eV for N2. SEM images showed a homogeneous distribution on the surface of the thin films and the grain sizes in N1/n-Si were more pronounced and larger. By AFM measurement, the Fe2-xSnxO3 roughness value was determined as Ra:4.6 Sa:8.3 nm for N1/n-Si and Ra:4.5 nm, Sa:5.9 nm for N2/n-Si. The peaks at 33.2° and 35.5° for N1 and 35.5°, 35.5°, 34.0° and 24.5° for N2 in the XRD graph are characteristic peaks for tetragonal structures. The ideality factor value of 2.03 in the dark for the Au/N1/n-Si/Al structure indicates that the diode quality is not good. However, in the current-voltage (I-V) graph of the Au/N1/n-Si/Al structure, the increase in the reverse supply current with increasing light intensity in the range of 10-150 mW/cm2 indicates that the structure is photosensitive. The calculated barrier height of 0.77 eV for Au/N1/n-Si/Al in the dark is suitable for a Si-based diode. Results: The photosensitivity of Fe2-xSnxO3 shows that it is a potential material for solar cell application and can be improved.
Benzer Tezler
- Sulu çözeltilerde Fe+2 ve Fe+3 iyonlarının elektrokimyasal davranışlarının incelenmesi
Investigation of electrochemical behaviors of Fe +2 and Fe +3 ions in aqueous solutions
YEŞİM HANEDAR
- Sulu ortamda altın nanopartikül modifiye elektrot ile tiyofenin elektropolimerizasyonu
Electropolymerization of thiophene with gold nanoparticle modified electrode in aqueous media
ÖZGE SÜRÜCÜ
- Ultramikroelektrot (UME) hazırlanması ve uygulamaları
Preparation of ultramicroelectrode and its applications
GÜNEŞ EROĞLU
- Düşük tenörlü pirolüzit cevherlerinden yeni bir MnSO4-H2O üretim metodu
Başlık çevirisi yok
MAHMUT BAYRAMOĞLU
Doktora
Türkçe
1983
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÜNAL SANIGÖK
- Ultrafiltrasyonla membranlardan düşük molekül ağırlıklı çözünenlerin deriştirilmesi ayrılması
Başlık çevirisi yok
DİLEK ŞOLPAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1988
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHMET ŞAHAN