Boya İle Aktiflenmiş Güneş Hücreleri İçin Ni İçeren CoS Temelli Karşıt Elektrotların Üretimi Ve Karakterizasonu
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, FEN FAKÜLTESİ, FİZİK BÖLÜMÜ, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ALİ CAN KOCAL
Danışman: Ferhunde Atay
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:CoS; iyi elektrokimyasal ve fiziksel özellikleri, yüksek korozyon direnci, hızlı reaksiyon kinetiği, yüksek termal iletkenlik ve düşük kullanım maaliyeti gibi özellikleriyle boya ile aktiflenmiş güneş hücreleri için karşıt elektrot malzemesi olarak umut vadetmektedir. Ancak CoS'ün yetersiz kalan iletkenliği, sınırlı iyon difüzyon hızı, yüksek seri direnci ve bazı durumlarda çevresel koşullara karşı kararlı olmaması, aygıt performansını olumsuz etkilemektedir. Bu sebeple CoS filmlerine farklı elementler eklenerek, karşıt elektrot performansının iyileştirilmesi gerekmektedir. Bu yüzden metal ekleme işlemine bağlı kısıtlı çalışmaların arttırılması önemlidir. Bu tez çalışmasında, CoS karşıt elektrotların DSSC uygulamalarını sınırlayan etkenleri en aza indirmek için CoS içerisine yüksek hacimsel oranlarda Ni elementi eklenmiştir. Tüm elektrotlar elektrokimyasal biriktirme yöntemi ile FTO alttaşlar üzerine doğrudan büyütülmüştür. CoS, NiS ve Ni içeren CoS filmlerinin 2-boyutlu nanoyapraklı yapıda üretimleri gerçekleştirilmiştir. Yüksek oranlarda Ni eklenerek CoS-NiS ikili sülfür sistemlerinin özgün DSSC karşıt elektrotları olarak geliştirilmesi hedefine ulaşılmıştır. Tüm filmlerin XRD desenleri, Raman spektrumları ve FESEM görüntüleri alınarak yapısal ve yüzey özellikleri detaylı olarak incelenmiştir. Elektrokimyasal empedans spektroskopisi ile yük transfer kinetikleri ve Tafel eğrileri ile korozyon özellikleri incelenerek DSSC' lerde karşıt elektrot olarak kullanım potansiyelleri araştırılmıştır. CoS filminin yüksek yük transfer direncinin yapıya Ni elementi girdikçe düştüğü ve en düşük değerin NiS filminde elde edildiği belirlenmiştir. Ayrıca, %60 ve %80 oranlarında Ni eklenmesi ile CoS filminin korozyona karşı direnç gösterme kapasitesi iyileştirilmiştir. CoS filmine göre, CoSNi-60 ve CoSNi-80 filmlerinde korozyon akım yoğunlukları sırasıyla %43,83 ve %63,31 azalırken, korozyon hızları ise %43,90 ve %63,45 oranlarında düşmüştür. Tüm analizler değerlendirilerek, yük transfer kinetikleri iyi ve korozif ortamda daha kararlı olan CoSNi-60 ve CoSNi-80 nanoyapraklı filmlerin DSSC uygulamaları için daha uygun karşıt elektrot malzemeleri oldukları sonucuna varılmıştır.