SB ve RGO katkılı Cu₂SnS₃ tabanlı ince film güneş hücrelerinin üretimi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of SB- and RGO-doped Cu₂SnS₃-based thin-film solar cells
- Tez No: 999844
- Danışmanlar: PROF. DR. RECEP ZAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Güneş pilleri, Yarı iletken güneş pili, Solar cells, Semiconductor solar cell
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, çözelti tabanlı Cu₂SnS₃ (CTS) ince film güneş hücrelerinin fotovoltaik performansının iyileştirilmesi amaçlanmıştır. Sn kaynaklı yapısal kusurları ve buna bağlı rekombinasyon kayıplarını minimize etmek için Sb katkılama stratejisi uygulanmıştır. CTS filmler dönel kaplama yöntemiyle üretilmiş ve 500 °C'de 300 saniye süresince tavlanmıştır. Sn yerine Sb (%5–%20) yer değiştirilmesiyle Cu₂Sn₁₋ₓSbₓS₃ yapıları elde edilmiştir. XRD, FTIR, Raman, SEM, EDXS, Hall ve elipsometri analizleri, %5 Sb katkısının kristal kaliteyi artırdığını ve kusur yoğunluğunu azalttığını göstermiştir. İkili absorber yapıyı geliştirmek amacıyla %5 Sb katkılı film üzerine %0.5–%2 oranlarında indirgenmiş grafen oksit (rGO) entegre edilmiştir. rGO ilavesi, film morfolojisini iyileştirmiş, tane sınırı iletkenliğini artırmış ve taşıyıcı mobilitesini yükseltmiştir. Cam/Mo/CTS:%5Sb+rGO/CdS/i-ZnO/AZO/Ag mimarisine sahip güneş hücrelerinde, katkısız yapının %1.40 olan güç dönüşüm verimi, %5 Sb katkısıyla %1.88'e, en yüksek performans ise %5Sb+0.5 rGO yapıda Voc = 0.39 V, Jsc = 21.1 mA/cm² ve PCE = %2.06 değerleriyle elde edilmiştir. Sonuçlar, Sb katkısının yapısal kusurları azaltmada, rGO entegrasyonunun ise elektriksel iletim ve cihaz performansını iyileştirmede etkili olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
This thesis focuses on improving the photovoltaic performance of solution-processed Cu₂SnS₃ (CTS) thin-film solar cells. To minimize Sn-related structural defects and associated recombination losses, an Sb doping strategy was employed. CTS films were fabricated via the spin-coating method and annealed at 500 °C for 300 s. Cu₂Sn₁₋ₓSbₓS₃ structures were obtained by partially substituting Sn with Sb (5–20 at.%). XRD, FTIR, Raman, SEM, EDXS, Hall effect, and ellipsometry analyses revealed that 5 at.% Sb improved the crystallinity and reduced defect density. To further enhance the absorber layer, reduced graphene oxide (rGO) was incorporated at 0.5–2 wt.% into the 5 at.% Sb-doped films. The addition of rGO improved film morphology, increased grain-boundary conductivity, and enhanced carrier mobility. In devices with the architecture Glass/Mo/CTS:5 Sb+rGO/CdS/i-ZnO/AZO/Ag, the power conversion efficiency (PCE) increased from 1.40 % in undoped films to 1.88 % with 5 at.% Sb, reaching a maximum of 2.06 % for 5 Sb+0.5 rGO (Voc = 0.39 V, Jsc = 21.1 mA/cm²). These results indicate that Sb doping effectively reduces structural defects, while rGO integration enhances electrical conductivity and overall device performance.
Benzer Tezler
- Nanolif takviyeli ve karbon nanomalzeme destekli esnek nanokompozit yapıların piezoelektrik davranışlarının incelenmesi
Investigation of the piezoelectric behavior of flexible nanocomposi̇te structures reinforced with nanofibers and supported by carbon nanomaterials
AYŞE BOSTANCI YÖRÜK
Doktora
Türkçe
2026
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAKUP AYKUT
PROF. DR. RECEP EREN
- Bor ve grafen katkılı ambalaj malzemesi geliştirilmesi
Development of boron and graphene additive packaging material
BERRİN TONYALI
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATİH AKKURT
PROF. DR. BİLAL DEMİREL
- Alkali su ayırma yoluyla hidrojen üretimi için bor katkılı grafen bazlı elektrokatalizör geliştirilmesi
Developing boron doped graphene based electrocatalyst for hydrogen production via alkaline water splitting
NİDA ARASAN
Doktora
Türkçe
2026
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATİH AKKURT
- Grafen-heteroatom temelli katalizörlerin sentezi, karakterizasyonu ve hidrojen üretiminde kullanımı
Graphene-heteroatom based catalysts and their application for hydrogen production
DUYGU AKYÜZ
Doktora
Türkçe
2019
EnerjiMarmara ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATIF KOCA
PROF. DR. ALİ RIZA ÖZKAYA
- Yüzey baskılı elektrot kullanılarak piridoksin tayini için elektrokimyasal sensör hazırlanması
Preparation of electrochemical sensor for pyridoxine determination using screen-printed electrode
BÜŞRA BÜYÜKKOŞUCU
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
KimyaSelçuk ÜniversitesiNanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SALİH ZEKİ BAŞ