SCAPS-1D simülasyonu ve yanıt yüzeyi yöntemi kullanarak kurşunsuz perovskit güneş hücresinin performans optimizasyonu
Performance optimization of a lead-free perovskite solar cell using SCAPS-1D simulation and the response surface method
- Tez No: 998965
- Danışmanlar: PROF. DR. FATİH ERDEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karadeniz Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kurşunsuz, tamamen inorganik Cs-bazlı perovskitler, hibrit perovskitlere kıyasla daha üstün uzun dönem kararlılık ve çevresel dayanım sunar. Bu bağlamda Cs₂AgBiI₆; yüksek termal/kimyasal kararlılığı ve güçlü optik soğurması nedeniyle perovskit güneş hücreleri için umut vadeden bir soğurucu malzeme olarak öne çıkmaktadır. Bu çalışmada, FTO/SnO₂/Cs₂AgBiI₆/NiO/Au mimarisine sahip kurşunsuz Cs₂AgBiI₆, SCAPS-1D kullanılarak incelenmiş; soğurucu kalınlığı, hacimsel kusur yoğunluğu ve alıcı (akseptör) yoğunluğunun etkileri Cevap Yüzey Metodu (RSM) ile optimize edilmiştir. Simülasyonlarda %PCE, 7,86'dan (800 nm, 10¹⁶ cm⁻³ kusur, 10¹⁸ cm⁻³ alıcı) 18,80'e (1200 nm, 10¹⁴ cm⁻³ kusur yoğunluğu, 10¹⁶ cm⁻³ alıcı yoğunluğu) kadar değişmiştir. RSM sonucunda, %PCE = 18,65 elde edilen optimize ve dengeli bir yapı bulunmuş; ayrıca VOC = 1,37 V, JSC = 16,52 mA cm⁻² ve FF = %82,64 değerleriyle belirgin bir performans iyileşmesi gösterilerek gelecekteki deneysel ve kuramsal çalışmalara yol gösterici sonuçlar sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
Lead-free, fully inorganic Cs-based perovskites offer superior long-term stability and environmental resilience compared to hybrid perovskites. Here, Cs₂AgBiI₆ is highlighted as a promising absorber for perovskite solar cells due to its high thermal/chemical stability and strong optical absorption. In this study, a lead-free Cs₂AgBiI₆ with the FTO/SnO₂/Cs₂AgBiI₆/NiO/Au architecture was investigated using SCAPS-1D, and the effects of absorber thickness, bulk defect density, and acceptor density were optimized via Response Surface Methodology (RSM). The simulated PCE ranged from 7.86% (800 nm, 10¹⁶ cm⁻³ defects, 10¹⁸ cm⁻³ acceptors) to 18.80% (1200 nm, 10¹⁴ cm⁻³ defects density, 10¹⁶ cm⁻³ acceptors density). RSM yielded an optimized, balanced structure with PCE = 18.65%, along with VOC = 1.37 V, JSC = 16.52 mA cm⁻², and FF = 82.64%, demonstrating a clear performance improvement and providing guidance for future experimental and theoretical work.
Benzer Tezler
- D-π-A Tipi Heteroaril-Sübstitüe Tiyofen Türevlerinin DSSC Fotoanot ve Katot Malzemesi Olarak Teorik İncelenmesi
Theoretical Investigation of D-π-A Type Heteroaryl-Substituted Thiophene Derivatives as DSSC Photoanode and Cathode Materials
ESİN MUTLU
- Organik fotodedektörlerin SCAPS-1D tabanlı optimizasyonu: Geniş bant algılama için ince film ve arayüz mühendisliği
Optimization of organic photodetectors based on SCAPS-1D: Thin film and interface engineering for wide-band detection
AHMET SAİT ALALI
- Solution-processed thin film deposition and characterization of multinarychalcogenides: Towards highly efficient Cu2BaSn(S,Se)4 solar devices
Solüsyon yöntemiyle sentezlenmiş çok elementli kalkojenitlerin ince film kaplama ve karakterizasyonu: Yüksek verimli Cu2BaSn(S,Se)4 bazlı güneş soğuran cihazlara doğru
BETÜL TEYMUR
Doktora
İngilizce
2022
Duke UnıversıtyMalzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Perovskit güneş hücreleri verimliliğine etki eden faktörlerin sayısal modellemesi ve karşılaştırılması
Numerical modeling and comparison of factors affecting perovskite solar cells efficiency
HASAN MALLAHASAN
- İki boyutlu BA2PbI4 perovskit katmanı içeren güneş hücresi yapısının verim optimizasyonu
Efficiency optimization of a solar cell structure containing a two-dimensional BA2PbI4 perovskite layer
ORHAN POLAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Erzurum Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...