Au/Fe2-xSnxO3/n-Si/Al heteroeklem yapıların üretimi ve güneş pili potansiyelinin değerlendirilmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fizik Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: HALIT TERMAN
Danışman: Muhammet Yıldırım
Özet:Amaç: Bu tez çalışması, n tipi Si üzerine inorganik bir yarı iletken aktif tabaka ile yapılan heteroeklem tasarımını içermekte; aynı zamanda, (RF)-(DC) co-sputter tekniği ile elde edilen filmin yapısal, morfolojik ve optik özelliklerini karakterize etmeyi amaçlamaktadır. Yöntem: Heteroeklem tasarımında, n tipi Si alttaşlar üzerine 2 farklı p tipi Fe2-xSnxO3 ince filmi RF-DC co-sputter tekniği ile büyütüldü Birinci film (N1) için DC güç kaynağı 150 W ve Sn hedef için RF güç kaynağı 50 W olarak; ikinci film (N2) için DC güç kaynağı 150 W ve Sn hedef için RF güç kaynağı 25 W olarak ayarlanmıştır. Üst kontak için Au metali, alt kontak için Al metali kullanılarak 2 adet Au/Fe2-xSnxO3/n-Si/Al heteroeklem elde edilmiş ve heteroeklemlerin Güneş pili potansiyeli değerlendirilmiştir. Bulgular: Soğurma ölçümleri kullanılarak, N1 için bant aralığı 2,7 eV olarak ve N2 için 2,45 eV olarak bulundu. SEM görüntülerinde ince filmlerin yüzeyinde homojen bir dağılım olduğu ve N1/n-Si′deki tane boyutlarının daha belirgin ve büyük olduğu görülmüştür. AFM ölçümü ile Fe2-xSnxO3 pürüzlülük değeri N1/n-Si için Ra:4,6 Sa:8,3 nm ve N2/n-Si için Ra:4,5 nm, Sa:5,9 nm olarak belirlendi. XRD grafiğinde N1 için 33,2° ve 35,5° açılarında; N2 için 35,5°, 34,0° ve 24,5° açılarında görülen pikler tetragonal yapılar için karakteristik piklerdir. Au/N1/n-Si/Al yapısı için karanlıkta 2,03 olarak hesaplanan idealite faktörü değerinden diyot kalitesinin iyi olmadığı görülmektedir. Ancak Au/N1/n-Si/Al yapısının akım-voltaj (I-V) grafiğinde 10-150 mW/cm2 aralığında artan ışık şiddeti ile ters beslem akımının artması, yapının ışığa duyarlı olduğunu göstermektedir. Au/N1/n-Si/Al için karanlıkta 0,77 eV olarak hesaplanan engel yüksekliği Si tabanlı bir diyot için uygun değerdedir. Sonuç: Fe2-xSnxO3 ışığa duyarlılığı Güneş pili uygulaması için potansiyel bir malzeme olduğunu ve geliştirilebileceğini göstermektedir. Anahtar Kelimeler: RF-DC Co-Sputter, Fe2-xSnxO3, Güneş Pili