Titanyum tabanlı inorganik perovskit malzemelerin güneş hücrelerinde kullanımı
Use of titanium-based inorganic perovskite materials in solar cells
- Tez No: 920981
- Danışmanlar: PROF. DR. ADNAN ÇALIK, DOÇ. DR. MURAT KALELİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Mühendislik Bilimleri, Energy, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 128
Özet
Bu tez titanyum tabanlı disezyum titanyum diiyodür tetrabromür (Cs2TiI2Br4) ve disezyum titanyum hekzabromür (Cs2TiBr6) tamamen inorganik perovskit malzemelerine odaklanmıştır. Cs2TiBr6 perovskiti toz halde sentezlenmiştir. Cs2TiI2Br4 ve Cs2TiBr6 perovskitleri çözelti haline getirilerek alttaşlar üzerine döndürerek kaplama yöntemiyle biriktirilmiştir. X-ışını kırınımı (XRD) analizlerinden, Cs2TiI2Br4 perovskiti ~28.5°'de en yüksek pik değeri sergilerken Cs2TiBr6 perovskitinin ~28.8°'de en yüksek pik şiddetine sahip olduğu görülmüştür. Cs2TiBr6 atmosfer şartlarında 1 saat içerisinde dekompoze olmuştur. 10 saatin sonunda 28.50° ve 29.24°'de iki belirgin pik ortaya çıkmıştır. Yasak bant aralığı enerji değerleri (Eg) Tauc grafiklerinden hesaplanmıştır. Cs2TiBr6 tozunun bant aralığı 1.82 eV olarak bulunurken, Cs2TiI2Br4 ve Cs2TiBr6 ince filmlerinin bant aralıkları, sırasıyla, 1.45 eV ve 1.88 eV olarak belirlenmiştir. Pelet haline getirilen Cs2TiBr6 toz perovskitinin özdirenci, Hall mobilitesi ve taşıyıcı yoğunluğu değerleri, sırasıyla, 1.13×10^4 Ω.cm, 502 cm^2V^-1s^-1 ve 1.1×10^12 cm^-3 olarak elde edilmiştir. Cs2TiBr6 ince filmleri için özdirenç, Hall mobilitesi ve taşıyıcı yoğunluğu değerleri, sırasıyla, 27.62 Ω·cm, 21.15 cm^2V^-1s^-1 ve 1.1×10^16 cm^-3 olarak bulunmuştur. FTO/TiO2/Cs2TiI2Br4/P3HT/Ag ve FTO/TiO2/Cs2TiBr6/P3HT/Ag perovskit güneş hücreleri üretilerek karanlık durumda ve aydınlatma altında akım yoğunluğu-gerilim karakteristikleri analiz edilmiştir. İmal edilen bu güneş hücrelerinin fotovoltaik davranış sergilediği görülmüştür. FTO/TiO2/Cs2TiI2Br4/P3HT/Ag ve FTO/TiO2/Cs2TiBr6/P3HT/Ag perovskit güneş hücreleri için güç dönüşüm verimlilikleri, sırasıyla %5.1×10^-4 ve %3.2×10^-4 olarak hesaplanmıştır.
Özet (Çeviri)
This thesis focused titanium-based dicesium titanium diiodide tetrabromide (Cs2TiI2Br4) and dicesium titanium hexabromide (Cs2TiBr6), which are all-inorganic perovskite materials. The Cs2TiBr6 perovskite was synthesized in powder form. The Cs2TiI2Br4 and Cs2TiBr6 perovskites were dissolved and deposited onto substrates using a spin-coating method. X-ray diffraction (XRD) analyses revealed that the Cs2TiI2Br4 perovskite exhibited the highest peak value at ~28.5°, while the Cs2TiBr6 perovskite had the highest peak intensity at ~28.8°. Cs2TiBr6 decomposed within 1 hour under atmospheric conditions. At the end of the 10 hours, two distinct peaks emerged at 28.50° and 29.24°. The forbidden bandgap energy values (Eg) were calculated from the Tauc plots. The band gap of Cs2TiBr6 powder was found to be 1.82 eV while the band gaps of Cs2TiI2Br4 and Cs2TiBr6 thin films were determined as 1.45 eV and 1.88 eV, respectively. The resistivity, Hall mobility, and carrier density values for the Cs2TiBr6 powder perovskite pellet were obtained as 1.13×10^4 Ω·cm, 502 cm^2V^-1s^-1, and 1.1×10^12 cm^-3, respectively. For the Cs2TiBr6 thin films, the values of resistivity, Hall mobility, and carrier density were found to be 27.62 Ω·cm, 21.15 cm^2V^-1s^-1, and 1.1×10^16 cm^-3, respectively. Perovskite solar cells FTO/TiO2/Cs2TiI2Br4/P3HT/Ag and FTO/TiO2/Cs2TiBr6/P3HT/Ag were produced, and their current density-voltage characteristics were analyzed in the dark and under illumination. It was observed that these manufactured solar cells exhibited photovoltaic behavior. The power conversion efficiencies for the FTO/TiO2/Cs2TiI2Br4/P3HT/Ag and FTO/TiO2/Cs2TiBr6/P3HT/Ag perovskite solar cells were calculated as 5.1×10^-4% and 3.2×10^-4%, respectively.
Benzer Tezler
- Perovskit güneş hücreleri için boşluk taşıyıcı malzemelerin sentez ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of hole transporti̇ng materials for perovskit solar cells
BÜŞRA ÇUHADAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYFER KALKAN BURAT
- Synthesis of bio based polyurethane surface coating materials and characterization
Yüzey kaplaması uygulamalarında kullanılan biyo bazlı poliüretan malzemelerin sentezi ve karakterizasyonu
MERVE METİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN KIZILCAN
DR. ALPER YEŞİLÇUBUK
- Structural and optical properties of modified titanium dioxide based films prepared by sol-gel dip-coating
Sol-jel daldırma yöntemi ile hazırlanan modifiye titanyum dioksit tabanlı filmlerin yapısal ve optik özellikleri
HOUMAN BAHMANI JALALI
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT TRABZON
- Development and characterization of ceramic nanofiber membranes for dye removal from textile wastewater
Tekstil atıksularından boya giderimi için seramik nanofiber membranların geliştirilmesi ve karakterizasyonu
NURAY YERLİ SOYLU
Doktora
İngilizce
2024
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELEK MÜMİNE EROL TAYGUN
- Selection of titanium specific polypeptides by phage display technique
Titanyuma özgün polipeptitlerin faj gösterim tekniğiyle seçilimi
KAMİL SEMİH KARABULUT
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Biyolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ.DR. CANDAN TAMERLER
DOÇ.DR. HAKAN BERMEK