Çinko oksit (ZnO) nano yapılar üzerinde boya ile duyarlı hale getirilmiş güneş pillerinin üretilmesi

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fizik Anabilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2010

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: Bayram Kılıç

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Sebahattin TÜZEMEN

Özet:

Nano-tel, nano-çubuk ve nano-çiçek gibi ZnO nano yapılar hidrotermal metotla FTO, ITO ve çinko levha taban malzemeleri üzerine büyütülmüştür. Farklı morfolojilerde ZnO nanoyapılar, ortalama 20?150 nm yarıçapında ve 1?10?m uzunluğunda elde edilmiştir. Oda sıcaklığında PL ölçümlerinden, ZnO nano-tellerin, nano-çubuk ve nano-çiçek yapılardan farklı olarak herhangi bir derin seviye emisyon pikine sahip olmadığı gösterilmiştir. Ultraviyole görünür soğurma spektrumu, ZnO nanoyapıların 300 nm ve 360 nm (?4,14 eV ve 3,45eV) arasında güçlü bir soğurma piki verdiğini göstermiştir. Raman saçılımından, ZnO nanoyapıların yaklaşık 331, 380 ve 438 cm-1de Raman kayması belirlenmiştir ve bu pik değerlerinin sırasıyla E2(M),A1 ve E2 Raman aktif modlarına karşılık gelerek mükemmel wurtzite ZnO kristal yapıların elde edildiği ispatlanmıştır. Ayrıca, ZnO nanoyapıların E1 modu ile ilgili olduğu bilinen 582 cm?1 de ekstra bir pik belirlenmiştir. ZnO nanoyapılar büyütüldükten sonra, boya ile duyarlı hale getirilerek, güneş pillerinde (DSSCs) geniş bant aralıklı yarıiletken fotoanot olarak kullanılmıştır. Solar enerji dönüşüm verimi ve gelen fotonun elektrik akımına dönüşüm verimi (IPCE), ZnO nanoyapıların yüzey morfolojisine bağlı olarak araştırılmıştır. En yüksek solar enerji dönüşüm verimi %3.1 ve IPCE %34 ile ZnO nano-çiçekler/N719 boya çözeltisi/ I-/I-3 elektrolit kullanılarak elde edilmiştir. Buna ilave olarak, ZnO nano-çubuk yapılar %1.59 solar enerji dönüşüm verimi ve %18 IPCE sonuçlarına sahip iken, ZnO nano-tellerin %2.1 solar enerji dönüşüm verimine ve %25 IPCE sonuçlarına sahip olduğu gösterilmiştir.