TR Dizin İndeksli Yayınlar / TR Dizin Indexed Publications Collection
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/7149
Browse
2 results
Search Results
Research Project İnce film güneş pilleri için titanyum üzerine mıknatssal saçtırma tekniğiyle üretilmiş Cu2ZnSnS4 yarıiletkeni(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2013) Aygün Özyüzer, Gülnur; Yanmaz, Ekrem; Yazıcı, Şebnem; Olgar, Mehmet Ali; Akça, Fatime Gülşah; 04.05. Department of Pyhsics; 04. Faculty of Science; 01. Izmir Institute of TechnologyGünümüz ince film fotovoltaik teknolojisinde, yaygın olarak kullanılan üç tür yarıiletken bileşik vardır. Bunlar, halihazırda %20’lerde verim sağlayabilen CdTe, CuInxGa1-xS(Se)2 (CIGS) ve %10 verim sağlayan ince film amorf silisyumdur. Bu bileşiklerin içeriğindeki In, Ga ve Te gibi elementlerin yüksek maliyeti, düşük yeryüzü rezervi ve toksik özellik göstermesi gibi dezavantajlara sahip olması sebepleriyle, çevreye dost ve düşük maliyetli Cu2ZnSnS4 (CZTS) bileşiğinin yeni nesil güneş hücresi teknolojisinde kullanılması için çalışmalara başlanmıştır. CZTS bileşiği direk yasak bant aralıklı bir yarıiletken olup, soğurma katsayısı 104 cm-1 in üzerinde, yasak bant aralığı ise 1.45– 1.6 eV civarındadır ve yüksek verimli ideal güneş hücresi için mükemmel bir adaydır. Bu projede, CZTS güneş hücresi soğurucu tabakası, yüksek vakumda dört-kaynaklı mıknatıssal saçtırma yöntemiyle, Ti ince film kaplı sinterflex seramik alttaşlar üzerine büyütülmüştür. Ayrıca, esnek metalik alttaş olarak, Ti ve Mo folyolar kullanarak da büyütmeler gerçekleştirilmiştir. Büyütülen ince filmler, sülfür tozu kullanılarak 500 ºC’nin üzerinde argon (Ar) gazı eşliğinde sülfürleme işlemi yapılmıştır. Örneklerimizin yapısal karakterizasyonları; XRD, Raman Spektroskopisi, XPS, EDS ve SEM analizleri aracılığıyla yapılmıştır. XRD analizinde, kesterit yapıdaki CZTS bileşiğinin öncül olarak 2Ө=28.57o ’de oluşması gereken (112) yüzeyinden gelen kırınım piki ve diğer karakteristik pikler gözlemlenmiştir. Raman Spektroskopi analizi sonucunda ise 338 ve 287 cm-1 de görülen pikler XRD analizini desteklemektedir. SEM görüntülerinde CZTS kristallerin oldukça yoğun, birbirine geçmiş homojen bir yapıya sahip olduğu ve geniş tane büyüklükleri içerdiği gözlenmiştir. UVspektrofotometreden aldığımız geçirgenlik ve yansıtıcılık ölçümleri yardımıyla örneklerimizin ortalama 1.55 eV yasak bant aralıklı olduğu hesaplanmıştır. Sıcaklığa bağlı elektriksel ölçümlerde ise dört nokta metodu ile yüzey direnci ve özdirenci; Van der Pauw metoduyla da p-tipi yarıiletken yapısında, deşik taşıyıcı yoğunluğunun 6.8x1020 cm-3, mobilitelerinin ise 0.40 cm2/Vs olduğu bulunmuştur.Research Project Esnek titanyum folyo alttaş üzerinde Cu2ZnSnS4 ince film güneş hücreleri(2018) Aygün Özyüzer, Gülnur; Özyüzer, Lütfi; Turan, Raşit; 04.05. Department of Pyhsics; 04. Faculty of Science; 01. Izmir Institute of TechnologyProjede, esnek titanyum (Ti) folyo alttaş üzerine büyütülen Cu2ZnSnS4 (CZTS) ince filmler üretilerek incelenmiştir. CZTS ince filmler iki aşamalı metot kullanılarak üretilmektedir. İlk aşamada, metalik öncül katmanlar olan Cu/Sn/Zn Ti-folyo alttaş üzerine DC mıknatıssal saçtırma metodu kullanılarak büyütülmektedir. İkinci aşamada ise kaplanmış olan metal öncül katmanların, Ar gazı ortamında belirlenen sıcaklık altında sülfürlenerek CZTS yapısının oluşturulması gerçekleştirilmektedir. Metalik öncül filmler, 530 ile 580 oC arasında değişen sıcaklıklarda sülfürlenerek, sülfürleme sıcaklığının CZTS filmlerinin yapısı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Üretilen CZTS filmler, EDX, XRD, SEM, XPS, Spektrofotometri ve Raman Spektroskopisi kullanılarak incelenmiştir. Analiz sonuçlarına göre, Ti folyo alttaş üzerinde yüksek kalitede CZTS ince filmlerin üretilmesinde ideal sülfürleme sıcaklığının 570 oC olduğu sonucuna varılmıştır. Proje kapsamında, Ti arka kontak ile Mo arka kontak etkisinin araştırılması amacıyla, SLG/Mo alttaş üzerine CZTS soğurucu film kullanılarak güneş hücrelerinin üretimi gerçekleştirilmiştir. SLG/Mo/Cu(55nm)/Sn/Zn/Cu(120nm) sıralamasında Tip-1 ve SLG/Mo/Cu(120nm)/Sn/Zn/Cu(55nm) sıralamasında Tip-2 olarak CZT metalik öncüller büyütülmüştür. Aynı istifleme sırası için, Sn katmanı ile ardışık olarak büyütülen Cu katman kalınlığının film kalitesi üzerindeki etkisi araştırılarak, üretilen güneş hücrelerinin ışıkdönüştürme verimlilikleri ile bu etkinin varlığı doğrulanmıştır. CZTS güneş hücrelerinin bir diğer önemli katmanı ise tampon katman olarak Zn(O,S)?dir. Zn(O,S) ince filmlerin enerji aralığı ve kristal yapısının, filmlerdeki sülfür konsantrasyonlarının değiştirilmesiyle ayarlanabileceği gösterilmiştir. Ayrıca, 2.4 eV'lik yasak enerji band aralığına sahip, n-tipi yarıiletken olan CdS tampon tabakaları kimyasal banyo biriktirme tekniği ile kaplanarak, optimizasyonuda yapılmıştır. SLG/Mo/CZTS/CdS/i-ZnO/AZO yapısında güneş pilleri üretilmiştir. CdS tampon tabakasının kalınlığının, büyütülen güneş hücrelerinin verimliliği üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Pencere katman olarak alüminyum katkılı çinko oksit (AZO) ince filmlerin kaplanarak; alttaş pozisyonunun ve alttaş döndürme hızının filmlerin yapısal, optiksel ve elektriksel özellikleri üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Filmler üzerindeki stresin filmlerin hedef ekseninden uzağa yerleştirilmesi ve kaplama sırasında örnek tutucunun döndürülmesi ile önemli ölçüde azaltılabileceği gösterilmiştir. En iyi cihaz, öncüllerde Sn tabakasına bitişik kalın Cu tabakasına sahip olan ve 30 dak boyunca sülfürlenen CZTS filmlerinden elde edilmiştir.