Yarıiletken perovskit kuantum noktaların sentezi ve güneş hücresi uygulamaları
Synthesis of semiconductor perovskite quantum dots and their application in solar cell
- Tez No: 848771
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUSA ÇADIRCI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Düzce Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 85
Özet
Son yıllarda yüksek verimli düşük maliyetli güneş hücrelerini elde edebilmek için birçok farklı malzeme geliştirildi. Geliştirilen bu malzemeler arasında perovskit kuantum nokta (PQN) nanomalzemeleri, sahip olduğu benzersiz elektriksel ve optik özellikler sayesinde öne çıkmaktadır. İstenilen aralıkta ayarlanabilir dalga boyu, çevresel etkenlere karşı göstermiş olduğu kararlılık, uzun yük difüzyon mesafesi ve yüksek fotolüminesans kuantum verimliliği gibi durumlar bu malzemelerin en belirgin özellikleridir. PQN malzemeler güneş hücrelerinin yanı sıra tıbbi görüntüleme, lazer teknolojileri, LED teknolojileri ve sensör teknolojileri gibi alanlarda yapılan çalışmalarda da tercih edilmektedir. Bu çalışmada CsPbBr1,5I1,5 PQN nanomalzemeler sentezlenerek optik ve elektronik özellikleri incelendi. Ayrıca CsPbBr1,5I1,5 PQN'ler çinko ile katkılanarak optik ve elektronik yapılarının çevresel şartlara karşı dayanıklılığı arttırıldı. Ek olarak CsPbBr3 PQN tabanlı perovskit güneş hücreleri SCAPS 1D programı kullanılarak simüle edildi. Yapılan teorik çalışmada Emici katman, Elektron İletim Katmanı (ETL) ve Boşluk İletim Katmanının (HTL) farklı koşulları için açık devre gerilimi (VOC), kısa devre akım yoğunluğu (JSC), dolum faktörü (FF) ve hücre verimliliği (ƞ) parametreleri incelendi. Emici katman için CsPbBr3 PQN tabanlı perovskit, HTL için Cu2O, CuSCN ve Spiro-OMeTAD ve ETL için TiO2, SnO2 ve ZnO malzemeleri kullanıldı. ETL, HTL ve emici katmanın değişken parametrelerinin sergilemiş olduğu VOC, JSC, FF ve ƞ parametrelerine ait sonuçların dışında ortam sıcaklığının (K) ve metal kontakların (Altın, Nikel, Gümüş ve Alüminyum) fotovoltaik parametreler üzerindeki etkisi de incelendi. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda kuantum nokta tabanlı perovskit güneş hücreleri için uygun malzeme seçimi ve ortam şartları VOC, JSC, FF ve ƞ parametrelerine etkisi gözlemlendi. Bu çalışmadaki bulgular, yüksek performanslı inorganik PQN güneş hücrelerini üretmek için etkili bir yol göstermektedir.
Özet (Çeviri)
In recent years, many different materials have been developed to obtain high-efficiency low-cost solar cells. Among these developed materials, perovskite quantum dot nanomaterials are emerging due to their unique electrical and optical properties. The most prominent features of these materials are tunable wavelength in the desired range, stability against environmental factors, long charge diffusion length and high photoluminescence quantum efficiency. Perovskite quantum dot materials are also preferred in studies in areas such as medical imaging, laser technologies, LED technologies and sensor technologies, as well as solar cells. In this study, CsPbBr1,5I1,5 perovskite quantum dot nanomaterial was synthesized, and its electronic and optical properties were examined. Further, CsPbBr1,5I1,5 PQNs were doped with zinc to increase the durability of their optical and electronic structures against environmental conditions. In addition, CsPbBr3 quantum dot-based perovskite solar cells were simulated using the SCAPS 1D program. In the study, open circuit voltage (VOC), short-circuit current density (JSC), filling factor (FF) and cell efficiency (ƞ) parameters for different conditions of active layer, electron transfer layer (ETL) and hole transfer layer (HTL) studied. CsPbBr3 quantum dot-based perovskite materials were used for the absorber layer, Cu2O, CuSCN and Spiro-MeOTAD for HTL, and TiO2, SnO2 and ZnO for ETL. In addition, the effects of ambient temperature and metal contacts (Gold, Nickel, Silver and Aluminum) on photovoltaic parameters were also investigated. The effects of suitable material selection and ambient conditions on VOC, JSC, FF and ƞ parameters were observed for quantum dot-based perovskite solar cells. The findings in this study demonstrate an effective performance to fabricate high-performance inorganic perovskite quantum dot solar cells.
Benzer Tezler
- Colloidal plexcitonic nanocrystals
Kolloid plekzitonik nanokristaller
SEMA SARISÖZEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Kimyaİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞERİFE HANIM YALÇIN
PROF. DR. SİNAN BALCI
- Colloidal perovskite nanocrystals and LED applications
Koloidal perovskit nanokristaller ve ışık saçan diyot uygulamaları
EMRE BEŞKAZAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAbdullah Gül ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EVREN MUTLUGÜN
- Perovskit metilamonyum kurşun bromür tek-kristalinin antisolvent buhar difüzyonu yöntemi ile sentezi ve kristal morfolojisinin araştırılması
Study of the crystal morphology of perovskite methylammonium lead bromide single-crystals synthesized by the antisolvent diffusion-induced growth method
GÖKÇE KESKİN
- Metal içermeyen sentetik ve ticari boyaların güneş hücrelerinde ortak duyarlaştırıcı olarak kullanımının araştırılması
Research on the use of metal-free synthetic and commercial dyes as co-sensitizers in solar cells
MERVE GEZGİN
- Yarı iletken diyot lazerin çevresel uygulamaları
Environmental applications of semiconductor diode laser
BARIŞ POLAT
Doktora
Türkçe
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiMersin ÜniversitesiNanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İBRAHİM KÜÇÜKKARA
PROF. DR. NADİR DİZGE