Boya duyarlı güneş gözelerinde karşıt elektrot olarak kullanılan tek tabaka grafen üzerinde büyütülmüş CuInSe2 ince filmlerinin karakteristiklerinin incelenmesi

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Nanobilim ve Nanomühendislik Anabilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2020

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ADEM AKDAĞ

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Erdal Sönmez

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Amaç: Bu çalışmada, Kimyasal Buhar Biriktirme (CVD) yöntemi ile tek tabaka grafen oluşturulması, kalkopirit ailesinden CuInSe2 (CIS) ince filmin elektrokimyasal olarak üretilmesi ve boya ile duyarlılaştırılmış güneş gözesinde (BDGG) karşıt elektrot olarak kullanılması amaçlanmıştır. Yöntem: CIS ince filmleri 60 s, 120 s, 240 s, 360 s, 480 s ve 600 s gibi farklı zamanlarda elektrokimyasal yöntemle -0,67 V potansiyel altında üretilmiştir. Fotoelektrot olarak kullanılacak olan TiO2 ince film, yarıiletken bir tabaka olacak şekilde FTO kaplı cam üzerinde Doktor Blade yöntemi ile hazırlanmıştır. Bu fotoelektrotlar, N719 kimyasal boyayla kaplanmıştır. Solüsyon şeklinde bir elektrolit çözeltisi hazırlanmıştır. Bulgular: Yapılan XRD, Raman, AFM ve SEM analizleri sonucunda CIS ince filmlerin üretildiği ispatlanmıştır. Ardından hazırlanan bileşenler uygun şekilde bir araya getirilerek BDGG hazırlanmıştır. Üretilen gözelerin akım-voltaj (J-V) karakteristik ölçümleri 1000 W/cm2 ışık yoğunluklarında yapılmıştır. Yapılan çalışmada güneş gözesi olarak en iyi verim Jsc = 11,88 mA/cm2, Voc = 0,695 V, F.F. = 0,537 ve η = % 4,44 480 s süre ile üretilen ince filmden elde edilmiştir. Daha sonra bu güneş gözesinin verimini arttırmak için CVD yöntemi ile üretilen tek tabaka grafen kullanılmıştır. CVD metodu ile üretilen tek tabaka grafen FTO üzerine aktarılmıştır. Bu yapının üzerine elektrokimyasal yöntem ile 480 s süresince -0,67 V'luk potansiyel altında CIS ince filmi oluşturulmuştur. Sonuç: Bu çalışma sonucunda CIS/Grafen/FTO yapısı elde edilmiştir. Yapılan güneş gözesi karakteristikleri ile bu yapının BDGG olarak verimi CIS ince filme göre daha iyi olduğu Jsc = 14,63 mA/cm2, Voc = 0,706 V, F.F. = 0,565 ve η = % 5,83 sonucuna varılmıştır.