Production of porous nickel oxide films for solar cells
Güneş hücreleri için gözenekli nikel oksit filmlerin üretilmesi
- Tez No: 896456
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUSTAFA EROL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Nikel oksit, Nickel oxide
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Güneş hücreleri, yenilenebilir enerji üretimi için hayati öneme sahiptir ve iyileştirilmesi için geniş kapsamlı araştırmalara konu olmaktadır. Özellikle, üçüncü nesil güneş teknolojisinin bir parçası olan perovskit güneş hücreleri, son 15 yılda verimlilik kazanımları açısından dikkat çekmektedir. Yük taşıma katmanının ilerlemesi, perovskit güneş hücrelerinin verimliliğini artırırken aynı zamanda uzun vadeli kararlılığına da katkıda bulunur. Yük taşıma katmanını geliştirmek için çeşitli malzemeler geliştirilmiştir ve nikel oksit, umut vadeden bir seçenek olarak ortaya çıkmıştır. Ayrıca, gözenekli yapıların büyük yüzey alanı nedeniyle bu katmanın özelliklerini büyük ölçüde iyileştirdiği bulunmuştur. Nikel oksit ince filmlerinin 3,6 ila 4,0 eV arasında değişen geniş bir bant aralığı, kimyasal kararlılık ve optik şeffaflık gibi özellikleri, onu üstün bir aday olarak ayırt eder. Ancak, bu istenilen özelliklere ulaşmak, karmaşık ve pahalı üretim yöntemler nedeniyle zorluklar doğurur. Bu çalışma, perovskit güneş hücrelerinde boşluk transfer katmanı olarak kullanılabilecek gözenekli nikel oksit ince filmleri üretmek için kolay, uygun maliyetli ve ölçeklenebilir elektrokimyasal teknikleri kullanmıştır. İki aşamalı üretim süreci, optimal nikel ince filmlerinin elektrokaplama yöntemi ile oluşturulmasıyla başlamıştır ve bu sırada biriktirme süresi ve akım yoğunluğu parametreleri sistemli olarak ayarlanmıştır. Ardından, optimum nikel ince filmlerin farklı anotlama voltajları ve sürelerinde yapılan elektrokimyasal anodizasyonu ile gözenekli nikel oksit filmleri elde edilmiştir. En uygun örneklerin belirlenmesi, yapısal, morfolojik, elementel, elektriksel ve optik analizleri içeren kapsamlı bir dizi inceleme ile gerçekleştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Solar cells are crucial for renewable energy production and are under extensive research for improvement. Notably, perovskite solar cells, part of third-generation solar technology, have gained attention for their efficiency gains in the last 15 years. The advancement of the charge transport layer optimizes perovskite solar cells. This is because it enhances their efficiency and also contributes to their long-term stability. Various materials have been developed to enhance the charge transport layer, with nickel oxide emerging as a promising option. Additionally, porous structures have been found to greatly improve this layer's properties due to their large surface area. Nickel oxide thin films attributes, including a wide band gap ranging from 3.6 to 4.0 eV, chemical stability, and optical transparency, distinguish it as a superior candidate. However, achieving these desirable features poses challenges because of the complex and expensive production methods required. The present study employed facile, cost- effective, and scalable electrochemical techniques to fabricate porous nickel oxide thin films as can be used hole transfer layer in perovskite solar cells. In the course of the two-stage production process, optimal nickel thin films were initially generated via the electrodeposition method, wherein the deposition time and current density parameters were systematically adjusted. Subsequently, porous nickel oxide films were synthesized through electrochemical anodization of the optimum nickel thin films, with variations in both anodizing voltages and durations. The identification of the most suitable samples ensued through a comprehensive array of examinations encompassing structural, morphological, elemental, electrical, and optical analyses.
Benzer Tezler
- Tersinir katı oksit hücreleri için yenilikçi nikel temelli elektrotlar
Innovative nickel-based electrodes for reversible solid oxide cells
MUSTAFA ÜNSAL ÜNVER
Doktora
Türkçe
2025
Metalurji MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİGÜL BÜYÜKAKSOY
- Porosity generation and optimization of silicon-based anodes for high energy density lithium ion batteries
Yüksek enerji yoğunluklu lityum iyon bataryalar için silisyum bazlı anotlarda gözenek geliştirilmesi ve optimizasyonu
NESLİHAN YUCA
Doktora
İngilizce
2017
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜNER ÇOLAK
- Graphene based materials obtained from graphite and polyacrylonitrile based carbon fiber for energy storage and conversion systems
Enerji depolama ve dönüşüm sistemleri için grafit ve poliakrilonitril esaslı karbon fiberden grafen tabanlı malzemelerin üretilmesi
MEHMET GİRAY ERSÖZOĞLU
Doktora
İngilizce
2022
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ
PROF. DR. YÜCEL ŞAHİN
- Biyokütleden elde edilen karbon malzemelerin perovskit güneş pili uygulamaları ve yaşam döngüsü değerlendirmesi
Biomass‑derived carbon materials for perovskite solar cells: synthesis, application, and life cycle assessment
GÖKÇEN GÖKÇELİ KAHVECİ
Doktora
Türkçe
2026
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN YAVUZ
- Alüminyum konsantrasyonunun aı: nio/psi fotodedektörlerin yapısal,optiksel ve elektriksel özellikleri üzerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of aluminum concentration on structural, optical and electrical properties of ai: nio/psi photodetectors
MOHAMMED SULAIMAN MUSTAFA MUSTAFA
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Fizik ve Fizik MühendisliğiEge ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALPER ÇETİNEL