Isıl ve kriyojenik altlık teknikleri ile n-CdS/AuNPs/p-CdTe plazmonik güneş pillerinin üretilmesi ve incelenmesi
Production and investigation of n-CdS/AuNPs/p-CdTe plasmonic solar cells by thermal and cryogenic substrate techniques
- Tez No: 950400
- Danışmanlar: PROF. DR. GAMZE GENÇ, PROF. DR. VAGİF NEVRUZOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Enerji, Mühendislik Bilimleri, Science and Technology, Energy, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 182
Özet
Bu tez çalışmasında CdS ve CdTe temelinde yenilikçi teknolojik uygulamalarla plazmonik özellikli güneş pili üretimi amaçlanmıştır. Bu doğrultuda tez çalışması iki aşamadan oluşmaktadır. İlk aşamada güneş pilinin fotoaktif katmanı CdTe, optik pencere katmanı CdS, güneş piline plazmonik özellik kazandıracak Au nanoparçacıklar ve CdTe filmine omik kontak olarak kullanılan Cu/Au yapısının üretim rejimleri tespit edilmiştir. İlk olarak CdTe ve CdS ince filmler vakum ortamında (10-6 Torr) 100-573 K altlık sıcaklık aralıklarında ısıl ve kriyojenik teknikler ile üretilmiştir. Üretilen filmlerin Alan Emisyon Taramalı Elektron Mikroskobu (FESEM), X-Işını Kırınımı (XRD), Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM), Enerji Dağılım Spektroskopisi (EDS), optik geçirgenlik, fotolüminesans, özdirenç ve Hall ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Analiz sonuçlarından güneş pili üretimi için 473 K (ısıl) ve 200 K (kriyojenik) altlık sıcaklığında üretilen filmlerin uygun özelliklere sahip olduğu tespit edilmiştir. Daha sonra Au ve Cu filmler kriyojenik teknik (100-300 K) kullanılarak üretilmiş ve karakteristik özellikleri incelenmiştir. Au nanoparçacıkların 230 K altlık sıcaklığında 25 saniye süre ile üretildiğinde 580 nm dalga boyunda etkili yüzey plazmon rezonans (SPR) olayı sergilediği görülmüştür. Çalışmanın ikinci aşamasında tespit edilen üretim rejimleri ile ITO/n-CdS/AuNPs/p-CdTe/Cu/Au güneş pilleri üretilmiştir. Üretilen güneş pillerinin karanlık ve aydınlık ortamda (100 mW/cm2) I-V, C-V ve fotoakım ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Au nanoparçacıkların etkisi ile güneş pillerinin verimliliğinde yaklaşık %30 oranında bir artış olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
This thesis study aims to produce plasmonic solar cells based on CdS and CdTe with innovative technological applications. In this direction, the thesis study consists of two stages. In the first stage, the production regimes of the photoactive layer of the solar cell, CdTe, the optical window layer, CdS, the Au nanoparticles that will provide plasmonic properties to the solar cell, and the Cu/Au structure used as ohmic contact to the CdTe film were determined. First, CdTe and CdS thin films were produced in vacuum environment (10-6 Torr) at 100-573 K substrate temperature ranges by thermal and cryogenic techniques. Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM), X-Ray Diffraction (XRD), Atomic Force Microscopy (AFM), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), optical transmittance, photoluminescence, resistivity and Hall measurements of the produced films were performed. From the analysis results, it was determined that the films produced at 473 K (thermal) and 200 K (cryogenic) substrate temperatures for solar cell production had suitable properties. Then, Au and Cu films were produced using cryogenic technique (100-300 K) and their characteristic properties were examined. It was observed that Au nanoparticles exhibited effective surface plasmon resonance (SPR) event at 580 nm wavelength when produced at 230 K substrate temperature for 25 seconds. In the second stage of the study, ITO/n-CdS/AuNPs/p-CdTe/Cu/Au solar cells were produced with the production regimes determined. I-V, C-V and photocurrent measurements of the produced solar cells were carried out in dark and light environments (100 mW/cm2). It was observed that there was an increase of approximately 30% in the efficiency of solar cells with the effect of Au nanoparticles.
Benzer Tezler
- Inconel 718 süperalaşımının frezelenmesinde kriyojenik ısıl işlem görmüş farklı ince film kaplamalı karbür kesici takımların kesme performansının araştırılması
Investigation of cutting performance of cryogenically treated different thin film coated carbide cutting tools in the milling of Inconel 718 superalloy
BİLAL KURŞUNCU
Doktora
Türkçe
2016
Makine MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ŞEVKİ YILMAZ GÜVEN
DOÇ. DR. HALİL ÇALIŞKAN
- Mikroalaşımlı 38MnVS6 çeliğine uygulanan farklı yüzey ve ısıl işlemlerin mekanik özelliklere etkilerinin araştırılması
Investigation of effects of different surface and heat treatments on the mechanical properties of 38MnVS6 microalloyed steel
KORAY KILIÇAY
Doktora
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA ULUTAN
- Investigation of thermal and mechanical behavior of carbon nanotube reinforced ultra-high molecular weight polyethylene composites under cryogenic conditions
Karbon nanotüp takviyeli ultra yüksek molekül ağırlıklı polietilen kompozitlerin termal ve mekanik davranışlarının kriyojenik koşullar altında incelenmesi
GÜLŞAH BAHÇELİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜLYA CEBECİ
- Kriyojenik işlem uygulanmış yay çeliklerinin aşınma özelliklerine alaşım elementlerinin etkisi
Effects of alloying elements on the wear characteristics of cryogenic treated spring steels
ERDU DOĞUŞ GÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Metalurji MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ANIK
- Tel ark katmanlı imalat yöntemi ile yüksek aşınma dayanımlı malzeme üretimi ve özelliklerinin karakterizasyonu
Properties characterisation of high tribological resistant materials produced by wire arc additive manufacturing method
BELGA ZEYNEP ULUTAN
Doktora
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN GAŞAN