Geri Dön

THERMOCHEMISTRY AND PHASE DIAGRAM STUDIES IN THE Cu-In-Ga-SeSYSTEM

Cu-In-Ga-Se Sisteminde Termokimya ve Faz Diyagramı Çalışmaları

PDF İndir

  1. Tez No: 869455
  2. Yazar: MUHSİN İDER
  3. Danışmanlar: PROF. DR. TİMOTHY J. ANDERSON
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: University of Florida
  10. Enstitü: Yurtdışı Enstitü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 220

Özet

Cu-In-Ga-Se Sisteminde Termokimya ve Faz Diyagramı Çalışmaları Bu tez, yüksek verimli güneş hücreleri üretiminde büyük potansiyele sahip Cu(In,Ga)Se2 ve ilgili yarı iletkenlerin termodinamik ve faz diyagramı çalışmalarını içermektedir. Bu çalışma, Cu-In-Ga-Se sisteminde seçilmiş bölümler için Gibbs serbest enerji değişimlerini deneysel olarak belirlemiş ve faz diyagramı hesaplamalarını gerçekleştirmiştir. Çalışmada, katı hal elektrokimyasal hücreler kullanılarak Gibbs enerji değişimleri ölçülmüş ve bu veriler, seçilmiş literatür verileri ile birlikte değerlendirilerek model parametreleri önerilmiştir. Beta-Cu2-xSe'nin homojenlik aralığı“coulometric”titrasyon ile ölçülmüş ve kusur türleri için termodinamik özellikler tahmin edilmiştir. 900K'da Se-zengin ve Cu-zengin sınırlar arasındaki kompozisyon farkı belirlenmiştir. Cu alt kafesinde boşluk oluşumuna dayalı bir kusur modeli geliştirilmiş ve gaz faz dengesi verileri kullanılarak kusur konsantrasyonları tahmin edilmiştir. Cu2Se-In2Se3 sisteminin termodinamik tanımı, mevcut faz dengesi ve termodinamik bilgilerin optimizasyonu ile elde edilmiştir. alfa-CuInSe2'nin oluşum Gibbs enerjisi, katı oksit galvanik hücre deneyi ile doğrudan ölçülmüştür. CuInSe2 fazlarının dönüşüm entalpileri ve Gibbs enerji verileri tahmin edilmiştir. Sıvı fazın Gibbs enerjisi için Redlich-Kister modeli kullanılmış ve alfa ve δelta modifikasyonları için özel alt kafes modeli uygulanmıştır. GaSe sisteminin termokimyası titizlikle incelenmiş ve Ga aktivitesi 800-1000K aralığında ölçülmüştür. Seçilmiş faz geçiş sıcaklıkları belirlenmiş ve EMF ölçümleri ile geçiş entalpileri hesaplanmıştır. GaSe faz diyagramı optimize edilmiş ve Cu-Ga sisteminin faz diyagramı hesaplanmıştır. Cu-Ga sisteminin sıvı fazı için Ga aktivite ölçümleri iki farklı Ga zengin kompozisyon için yapılmıştır. Sonuç olarak, Cu-In-Ga-Se sisteminin deneysel ve hesaplamalı faz diyagramı çalışmaları, yüksek verimli güneş hücresi üretimi için önemli termodinamik veriler sunmuştur. Bu veriler, malzeme üretim koşullarının daha iyi anlaşılmasına ve optimize edilmesine katkıda bulunacaktır

Özet (Çeviri)

Thermochemistry and Phase Diagram Studies in the Cu-In-Ga-Se System This dissertation involves the thermodynamic and phase diagram studies of Cu(In,Ga)Se2 and related semiconductors, which have significant potential in the production of high-efficiency solar cells. This work experimentally determines the Gibbs energy changes and conducts phase diagram calculations for selected sections of the Cu-In-Ga-Se system. Using solid-state electrochemical cells, Gibbs energy changes were measured, and this data, along with selected literature data, was assessed to suggest model parameters. The homogeneity range of Beta-Cu2-xSe was measured using coulometric titration, and thermodynamic properties for defect species were estimated. The composition difference between the Se-rich and Cu-rich boundaries was measured at 900K. A defect model was developed based on vacancy formation in the Cu sublattice, and defect concentrations were predicted using gas phase equilibrium data. The thermodynamic description of the Cu2Se-In2Se3 system was obtained by optimizing available phase equilibrium and thermodynamic information. The Gibbs energy of formation of alpha-CuInSe2 was directly measured through a solid oxide galvanic cell experiment. Transformation enthalpy and Gibbs energy data for CuInSe2 phases were estimated. The Redlich-Kister model was employed to define the Gibbs energy of the liquid phase, and a specific sublattice model was applied for the alpha and δ(delta) modifications of CuInSe2 phases. The thermochemistry of the GaSe system was thoroughly studied, with Ga activity measured between 800-1000K. Selected phase transition temperatures were measured, and transition enthalpies were calculated from EMF measurements. The GaSe phase diagram was optimized, and the Cu-Ga system's phase diagram was calculated. Ga activity measurements for the liquid phase of the Cu-Ga system were conducted for two Ga-rich compositions. In conclusion, the experimental and computational phase diagram studies of the Cu-In-Ga-Se system have provided significant thermodynamic data crucial for high-efficiency solar cell production. This data contributes to a better understanding and optimization of material production conditions.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    505335

    Fen bilgisi öğretmen adaylarının bazı kimya konularındaki akıl yürütmelerinin incelenmesi

    Examination of science education teachers candidates' reasoning on some chemistry subjects

    GÜLAY İLHAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    KimyaFırat Üniversitesi

    Matematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EROL ASİLTÜRK

  2. Tez No

    765629

    Fundamental understanding of turbulent combustion in droplet-laden mixtures using direct numerical simulations

    Damlacık yüklü karışımlarda türbülanslı yanmanın direk sayısal analiz yöntemi kullanılarak incelenmesi

    GULCAN OZEL EROL

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Makine MühendisliğiUniversity of Newcastle upon Tyne

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NILANJAN CHAKRABORTY

  3. Tez No

    310423

    Katı oksit yakıt pillerinde LSGM-BSCF ve LSGM-SCF ara yüzey termokimyası

    Interfacial thermochemistry between LSGM-BSCF and LSGM-SCF in solid oxide fuel cell

    YELİZ EKİNCİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET ALİ GÜLGÜN

    YRD. DOÇ. DR. NURİ SOLAK

  4. Tez No

    613037

    Ablation modeling for high speed internal and external flows

    Yüksek hızlı ı̇ç ve dış akışlar ı̇çı̇n ısıl aşınmanın modellenmesı̇

    OĞUZ KAAN ONAY

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SİNAN EYİ

  5. Tez No

    392136

    Optimize orbitalli möller-plesset pertürbasyon ve eşleşmiş elektron çiftleri teorilerinin termokimya ve kinetiğe uygulamaları

    Assessment of the orbi̇tal-optimized moller plesset and coupled-electron pair theories for thermochemistry and kinetics

    EMİNE SOYDAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    KimyaAtatürk Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. UĞUR BOZKAYA

Geri Dön