Yarıiletken diyotlarda betavoltaik etkilerin incelenmesi
Investigation of betavoltaic effects in semiconductor diodes
- Tez No: 975712
- Danışmanlar: PROF. DR. İDRİS AKYÜZ, DR. SELİM AYDIN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Genel Fizik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Artan küresel enerji talebi, sürdürülebilir ve uzun ömürlü enerji kaynaklarına olan ihtiyacı giderek daha kritik hale getirmiştir. Geleneksel enerji kaynaklarının sınırlı rezervleri ve çevresel etkileri, yenilikçi enerji teknolojilerinin geliştirilmesine olan ilgiyi artırmıştır. Bu bağlamda betavoltaik piller, radyoizotop kaynaklarından yayılan beta parçacıklarını enerjiye dönüştürerek düşük güçlü cihazlar için uzun süreli ve güvenilir bir enerji çözümü sunmaktadır. Yoğun boyutları, bakım gerektirmeyen yapıları ve zorlu çevre koşullarına dayanıklılıkları sayesinde betavoltaik piller, tıbbi uygulamalardan uzay teknolojilerine kadar geniş bir uygulama alanına sahiptir. Ancak, betavoltaik pillerin verimlilik değerleri teorik olarak öngörülen seviyelerin altında kalmaktadır. Bu düşük verimliliğin nedenlerini ortaya koymaya yönelik teorik ve deneysel çalışmalar yetersizdir. Bu eksiklikleri gidermek amacıyla gerçekleştirilen tez çalışmasında, betavoltaik pillerin verimliliğini artırmaya yönelik detaylı bir yaklaşım benimsenmiştir. Elektron-hol çifti oluşturma mekanizmalarını geliştirmek için GaAs (Galyum Arsenit) tabanlı betavoltaik piller üretilmiş ve bu piller Ni-63 ve H-3 radyoaktif kaynakları altında karakterize edilmiştir. Bu çalışmalar sonucunda, literatürde elde edilen verimlilik değerlerinin üzerine çıkılmıştır. Ek olarak, ayarlanabilir bant aralığı, radyasyona karşı dayanıklılığı ve düşük üretim maliyeti gibi avantajlarıyla dikkat çeken perovskit tabanlı betavoltaik cihazlar üretilmiş ve Ni-63 radyoaktif kaynağı altında performansları incelenmiştir. Literatürde bu alandaki çalışmaların sınırlı olması nedeniyle perovskit tabanlı betavoltaik piller üzerinde analizler gerçekleştirilmiştir. Ölçüm sonuçları, bant genişliğinin optimize edilmesiyle cihazların verimliliğinin daha da artırılabileceğini göstermektedir. Betavoltaik teknoloji, enerji dönüşümü ve depolama alanında yenilikçi bir çözüm sunarak geleceğin enerji ihtiyaçlarına yönelik önemli bir potansiyel taşımaktadır. Çevre dostu, uzun ömürlü ve fosil yakıtlara bağımlılığı azaltan bu teknoloji, sürdürülebilir enerji sistemlerinin geliştirilmesinde kritik bir rol oynayabilir.
Özet (Çeviri)
The increasing global energy demand has made the need for sustainable and long-lasting energy sources increasingly critical. The limited reserves and environmental impacts of traditional energy sources have heightened interest in the development of innovative energy technologies. In this context, betavoltaic cells provide a reliable and long-term energy solution for low-power devices by converting beta particles emitted from radioisotope sources into energy. Thanks to their compact size, maintenance-free structure, and ability to operate under extreme conditions, betavoltaic cells find applications in a wide range of fields, from medical implants to space technologies. However, the efficiency values of betavoltaic cells remain below the levels theoretically predicted. Theoretical and experimental studies aimed at uncovering the reasons for this low efficiency are insufficient. To address these deficiencies, the present thesis adopts a comprehensive approach to enhance the efficiency of betavoltaic cells. GaAs (Gallium Arsenide)-based betavoltaic cells were fabricated to improve electron-hole pair generation mechanisms. These cells were characterized under Ni-63 and H-3 radioactive sources. As a result of these studies, efficiency values exceeding those reported in the literature were achieved. Additionally, perovskite-based betavoltaic devices, which stand out due to their tunable bandgap, resistance to radiation, and cost-effective production, were fabricated and their performance was analyzed under a Ni-63 radioactive source. Due to the limited number of studies in this field in the literature, both theoretical and experimental analyses were conducted on perovskite-based betavoltaic cells. Measurement results suggest that the efficiency of these devices can be improved further by the optimization of bandgap. Betavoltaic technology offers an innovative solution in energy conversion and storage, holding significant potential to meet the energy needs of the future. This technology, which is environmentally friendly, long-lasting, and reduces dependence on fossil fuels, can play a critical role in the development of sustainable energy systems.
Benzer Tezler
- H2 öntavlamalı Au/N-GaaS diyotlarda elektriksel karakteristiklerin Schottky metal kalınlığı ve sıcaklığa bağlı değişiminin incelenmesi
Investigation of Schottky metal thickness and temperature dependent changes on the electrical characteristics of Au/N-GaaS diodes with H2 pre-anneal
ÖMER GÜLLÜ
Doktora
Türkçe
2008
Fizik ve Fizik MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET BİBER
- Yüksek güçlü fiber bağlantılı lazer diyotlarda soğutucu ile alt tabaka arasında kullanılan lehimin termal özelliklerinin incelenmesi ve lehim özelliklerinin lazer üzerindeki etkilerinin araştırılması
Examining the thermal characteristics of solder used between the heatsink and submount in high power fiber coupled laser diodes and investigating the effects of solder characteristics on the laser
BULUT GEZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Mühendislik BilimleriBursa Uludağ ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHİTDİN AHMETOĞLU
- Perilen monoimit organik arayüzeyli Ag/n-GaAs schottky diyotlarda frekansa bağlı kapasitans-kondüktans-gerilim karakteristiklerinin araştırılması
Vestigation of frequency-dependent capacitance-conductance-voltage characteristics of Ag/n-GaAs schottky diodes with perylene monoimide organic interface
AHMET EFE AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
EnerjiGiresun ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİHAT TUĞLUOĞLU
- Soğuk altlık yöntemiyle Ag/n-Si metal-yarıiletken ikili yapıların üretilmesi ve karakteristik özelliklerinin incelenmesi
Preparation of Ag/n-Si metal-semiconductor bi-structures via low-temperature deposition method and investigation of characteristic properties
GİZEM ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiRecep Tayyip Erdoğan ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. VAGİF NEVRUZOĞLU
- Trifenilamin-dibenzotiyazol türevi arayüzey tabakalı al/n-si schottky diyotlarda kapasitans-iletkenlik-gerilimkarakteristiklerinin frekansla değişiminin araştırılması
Investigation of the variation of capacitance-conductivity-voltage characteristics with frequency in al/n-si schottky diodes with triphenylamine-dibenzothiazole derived interfacial layer
BÜLENT İŞTAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
EnerjiGiresun ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİHAT TUĞLUOĞLU