Geri Dön

Mikroalgler kullanılarak perovskit güneş pillerinin verim ve kararlılık performansının iyileştirilmesi

Enhancement of performance and stablity of perovski̇te solar cells with microalgae

PDF İndir

  1. Tez No: 940855
  2. Yazar: TUĞBA DEMİRBAY
  3. Danışmanlar: PROF. DR. SERAP GÜNEŞ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Perovskit güneş pilleri, p-i-n yapı, mikroalg, Chlorella vulgaris sp. ve Spirulina platensis sp, Perovskite solar cells, p-i-n structure, microalgeas, Chlorella vulgaris sp. and Spirulina platensis sp
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 98

Özet

Perovskit güneş pilleri, son on yılda hızla yükselen fotovoltaik teknolojilerden biri olarak kabul edilmekte olup, düşük maliyetli üretim süreçleri ve yüksek güç dönüşüm verimlilikleri sayesinde geleneksel silikon tabanlı güneş pillerine alternatif oluşturmaktadır [1]. İlk kez Kojima ve arkadaşları (2009) tarafından %3.8 verimlilikle rapor edilen perovskit tabanlı güneş pilleri [2], son yıllarda önemli ilerlemeler kaydederek %26'nın üzerine çıkmıştır [3]. Bu gelişim, perovskit malzemelerin yüksek ışık soğurma katsayısı (~105 cm−1), doğrudan bant aralığı (1.5-2.3 eV), uzun taşıyıcı difüzyon uzunluğu (>1 μm) ve düşük kusur yoğunluğu gibi üstün optoelektronik özellikleri sayesinde mümkün olmuştur [4]. Bu çalışmada,CH3NH3PbI3 (MAPbI3) kullanılarak p-i-n tipi mimariye sahip perovskit güneş pilleri üretilmiştir. Üretim antisolvent yıkama yöntemi kullanılarak ve glovebox dışında gerçekleştirilmiştir. Referans aygıt konfigürasyonu, ITO kaplı cam, üzerine boşluk taşıma katmanı olarak nikel oksit (NiOx), aktif katman olarak perovskit, elektron taşıma katmanı olarak PCBM (ETL) ve boşluk engelleyici tabaka olarak BCP katmanlarını içermektedir. En son aşama olarak, termal buharlaştırma yöntemi ile gümüş (Ag) buharlaştırılarak metal kontaklar kaplanmıştır. Ayrıca, yıkama çözeltisi içine klorofil oranları artırılmış Chlorella xii vulgaris sp. ve Spirulina platensis sp mikroalgleri eklerenek aygıt performansına etkisi incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre,mikroalg içeren aygıtların, mikroalg içermeyen aygıtlara kıyasla daha yüksek güç dönüşüm verimine (PCE) sahip olduğunu göstermiştir. Bu bulgu, mikroalg eklenmesinin perovskit güneş pillerinin performansı üzerinde olumlu bir etkisi olduğunu göstermektedir. Kullanılan mikroalglerin, perovskit güneş pillerinin verimliliğini ve kararlılığını artırması, ayrıca yüzey morfolojisini iyileştirmesi, gelecek için umut vadeden bir biyolojik katkı malzemesi olarak öne çıkmaktadır. Bu özellikler, mikroalglerin yenilikçi ve sürdürülebilir enerji çözümleri için potansiyel bir araç olabileceğine işaret etmektedir.

Özet (Çeviri)

Perovskite solar cells (PSCs) are considered as one of the rapidly rising photovoltaic technologies in the last decade and are an alternative to traditional silicon-based solar cells due to their low-cost manufacturing processes and high power conversion efficiencies [1]. Perovskite-based solar cells, which were first reported by Kojima et al. (2009) with an efficiency of 3.8% [2], have made significant progress in recent years and have exceeded 26% [3]. This development has been possible due to the superior optoelectronic properties of perovskite materials such as a high light absorption coefficient (~105 cm−1), direct band gap (1.5-2.3 eV), long carrier diffusion length (>1 μm) and low defect density [4]. In this study, perovskite solar cells with p-i-n type architecture were produced using CH3NH3PbI3 (MAPbI3). The production was carried out using antisolvent washing method and under air ambiant. The reference device configuration consists of ITO coated glass, nickel oxide (NiOx) as the hole transport layer, perovskite as the active layer, PCBM (ETL) as the electron transport layer and BCP layers as the hole blocking layer (HBL). In the final step, silver (Ag) was evaporated by thermal evaporation method and metal contacts were coated. In addition, the effect of Chlorella vulgaris sp. and Spirulina platensis sp microalgae with increased chlorophyll ratios on the device performance was investigated by adding them to the washing solution. According to the obtained results, it was shown that the devices containing microalgae exhibited higher power conversion efficiency (PCE) compared to those without microalgae. This finding shows that the addition of xiv microalgae has a positive effect on the performance of perovskite solar cells. The microalgae used increase the efficiency and stability of perovskite solar cells and also improve the surface morphology, making them a promising biological additive material for the future. These properties indicate that microalgae can be a potential tool for innovative and sustainable energy solutions.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    467250

    Sıfır değerlikli alüminyum nanopartikülleri kullanılarak endokrin bozucu bisfenol A kirleticisinin giderimi ve toksisite değişiminin izlenmesi

    Removal and toxicity change of endocrine disrupting bisphenol A by using zero valent aluminum nanoparticle

    MERVE DOĞAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. TUĞBA ÖLMEZ HANCI

  2. Tez No

    672929

    Biyojenik Selenyum Nanoparçacık Üretimi, Karakterizasyonu ve Chlorella sp. Mikroalginde Oksidatif Stres Üzerine Etkilerinin Araştırılması

    Synthesis of Biogenic Selenium Nanoparticle, Characterization and Investigation of Its Effects on Oxidative Stress in Microalgae Chlorella sp.

    SENA KARDELEN DİNÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    BiyokimyaMarmara Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FİGEN ESİN KAYHAN

    DOÇ. DR. NALAN OYA SAN KESKİN

  3. Tez No

    599881

    Mikroalgler kullanılarak tasarlanan fotobiyoreaktör sistemlerinin mimari tasarım disiplinine aktarılmasındaki sorunlar

    The problems in integration of microalgae photobioreactor systems to architectural design discipline

    YUNUS TURAN PEKMEZCİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    EnerjiYıldız Teknik Üniversitesi

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SERVER FUNDA ÖZTÜRK KERESTECİOĞLU

  4. Tez No

    546049

    Alglerle karbondioksitin biyolojik olarak tutulması

    Algal biofixation of carbondioxide

    BERÇEM ELDELEKLİOĞLU DÜZOL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Kimya MühendisliğiAnkara Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EMİNE BAYRAKTAR

  5. Tez No

    611899

    Deniz alanlarında sediment-su etkileşiminin incelenmesi

    Investigation of sediment-water interaction in marine environment

    ATİLLA YILMAZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Deniz Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gemi ve Deniz Teknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OYA OKAY

    DR. LEYLA GAMZE TOLUN

Geri Dön