In-depth structural characterization of perovskite and kesterite solar cells with photoelectron spectroscopy
Fotoelektron spektroskopisi ile perovskit ve kesterit güneş pillerinin derinlemesine yapisal karakterizasyonu
- Tez No: 947139
- Danışmanlar: Assoc. Prof. Dr. SELÇUK YERCİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 199
Özet
Fotovoltaik endüstrisindeki yeni gelişmeler, pahalı silisyum teknolojisinin yerini alma potansiyeline sahip ve küresel enerji sorunlarının çözümünde çok önemli bir rol oynayan alternatif malzemeleri piyasaya sürmüştür. Bu tez, ilk bölümün kesterit güneş pilleri araştırmalarını içerdiği, ikinci bölümün ise perovskit teknolojisine odaklandığı iki bölüme ayrılmıştır. Kolloidal nanokristal kesterit güneş hücreleri, ekonomik ve kolay işlenmeleri nedeniyle büyük ilgi görmüştür. Bununla birlikte, organik çözücülerle işlenen kesterit katmanları, karbonca zengin bir ince taneli katmana sahiptir. Büyük taneli kesterit tabakasının altındaki ince taneli tabakaya, ölçeklenebilir ve tekrarlanabilir bir fotonik kaldırma yöntemi ile erişilir. Argon iyonları destekli derinlik profili XPS analizi, iki katmanlı yapıdaki katyon ve anyon konsantrasyonlarında önemli bir değişiklik olduğunu ortaya koymuştur. Ayrıca, kesterit soğurucudaki ince taneli tabaka% 70 karbon içeriğine sahiptir, bu da artan seri direnç nedeniyle güneş hücresi performansı üzerinde olumsuz bir etki oluşturur. Buna ek olarak, bu tezin ikinci kısmı P-I-N ve N-I-P perovskit güneş hücrelerinin karakterizasyonunu içermektedir. N-I-P cihazında, perovskit ve spiro-OMeTAD arasında bir pasivasyon tabakası olarak diketopirrolopirrol polimerinin kullanılması, daha yüksek performans ve kararlılık ile sonuçlanmıştır. Polimer ile pasifleştirilmiş perovskit yüzeyi, yüzeydeki metalik kurşunda bir azalma olduğunu XPS ile incelenip gözlemlenmiştir. Ayrıca, nikel oksit, PIN cihazında kendiliğinden biriken tek katmanlar ile pasifleştirilmiştir. Açı çözümlü bir XPS çalışması (AR-XPS), nikel oksit yüzeyindeki pasivasyon tabakası modifikasyonu ile ilgili yararlı bilgiler ortaya çıkardı.
Özet (Çeviri)
The new developments in the photovoltaic industry have introduced alternative materials that have the potential to replace the expensive silicon technology and play a pivotal role in resolving the global energy issues. The first part of this thesis includes an in-depth analysis of the carbon-rich fine-grain layer in kesterite solar cells, while the second part focuses on passivation strategies in perovskite solar cells. Colloidal nanocrystal kesterite solar cells have garnered substantial interest; however, the kesterite layers processed with organic solvents feature a carbon-rich fine-grain layer. The fine-grain layer beneath the large-grain layer is accessed by a scalable and repeatable photonic lift-off method. The argon ions assisted depth profile XPS analysis has revealed that there is a significant variation in the concentration of cations and anions in the bi-layer structure. Moreover, the fine-grain layer in the kesterite absorber has 70% carbon content, which poses a negative influence on the solar cell performance due to increased series resistance. In addition to this, the second part of this thesis includes the characterization of P-I-N and N-I-P perovskite solar cells. In the N-I-P device, the use of diketopyrrolopyrrole polymer as a passivation layer between perovskite and spiro-OMeTAD has resulted in higher performance and stability. The polymer-passivated perovskite surface is studied by XPS, which reveals a reduction in metallic lead occupation at the surface. Moreover, the nickel oxide is passivated with self-assembled monolayers in the P-I-N device. An angle-resolved XPS study has uncovered useful insights regarding the passivation layer modification on the nickel oxide surface.
Benzer Tezler
- MBE ile büyütülen Tip-II süperörgü tabanlı InAs/AlSb/GaSb dedektör yapısının yapısal karakterizasyonu
Structural characterization of Type-II superlattice-based InAs/AlSb/GaSb detector structure growth with MBE
KÜRŞAT KIZILKAYA
Doktora
Türkçe
2024
Savunma ve Savunma TeknolojileriGazi Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN ÖZÇELİK
PROF. DR. YÜKSEL ERGÜN
- AISI 1020 çeliğinin elektrokimyasal olarak borlanması ve borlama işleminin darbeli kayma aşınma davranışına etkisi
The effect of boriding process on impact sliding wear behavior of electrochemical borided 1020 steel
RECEP GÜNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiBilecik Şeyh Edebali ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HARUN MİNDİVAN
- Structural and optical characterization of cadmium zinc tellerium thin films used in cadmium zinc tellerium radiation detectors
Kadmiyum çinko telleryum radyasyon dedektörlerinde kullanılan kadmiyum çinko telleryum ince filmlerin yapısal ve optik karakterizasyonu
HASAN MALKAŞ
Doktora
İngilizce
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiAbant İzzet Baysal ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERCAN YILMAZ
- Metal ZnO ve ZnO1-x metal yapısının memristiv davranışının elektriksel ve optik karakterizasyonu
Electrical and optical characterization of memristive behavior in metal ZnO ve ZnO1-x metal structure
FATİH GÜL
Doktora
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN EFEOĞLU
- Yüzey işlemleri uygulanmış W350 kalite sıcak iş takım çeliğinin tribolojik karakterizasyonu
Tribological characterization of surface treated W350 grade hot work tool steel
ALİ KEREM TİMUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Metalurji MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞABAN HAKAN ATAPEK