Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Yüksek Enerji ve Plazma Fiziği Bilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ORKUN GÜLTEPE
Danışman: Ferhunde Atay
Özet:
Boya duyarlı güneş hücreleri düşük maliyetli üçüncü nesil güneş hücreleri grubuna
ait ince film temelli aygıtlardır. Bu aygıtlarda fotoanot malzemesi boyayı destekleme, foton
soğurma ve elektron taşınımı süreçlerinde özel bir öneme sahiptir. Birçok teknolojik
uygulamada yaygın kullanım potansiyeli olan ZnO nanoçubuk dizileri fotoanot olarak dikkat
çekici malzemelerdir. Ancak ZnO temelli boya duyarlı güneş hücrelerinin performanslarını
artırmak için ZnO nanoçubuk dizilerinin kontrollü olarak büyütülmesi ve özelliklerinin
iyileştirilmesi gerekmektedir. Bu tez çalışmasında amacımız hidrotermal öncül çözeltilerin
hazırlanmasında hekzametilentetramin ve hekzametilentetramin-hekzametilendiamin ligant
karışımı kullanarak özgün katkısız ve sabit oranda Al katkılı ZnO nanoçubuk dizilerini
kontrollü nanoyapı üretme imkânı sağlayan hidrotermal yöntem ile büyütmek ve fotoanot
olarak kullanım potansiyellerini araştırmaktır. Tez kapsamında katkısız ve Al-katkılı ZnO
nanoçubuk dizilerinin üretimi iki aşamalı bir süreçle gerçekleştirilmiştir. Öncelikle FTO
alttaşlar üzerine aynı üretim parametrelerinde sol-jel döndürerek kaplama tekniği ile ZnO
tohum tabakaları üretilmiş ve ardından üzerlerine hidrotermal yöntem ile nanoyapılı filmler
büyütülmüştür. Ayrıca, katkısız ve Al-katkılı ZnO nanoçubuk dizilerinin özellikleri
literatürden farklı olarak hekzametilentetramin-hekzametilendiamin ligant karışımı
kullanılarak da modifiye edilmiştir. Tüm nanoyapılı filmlerin fotoanot olarak kullanım
potansiyellerini araştırmak için standart analizleri (XRD, UV/Vis Spektrofotometri, AFM,
FESEM-EDS) yapılmış ve N719 boya yüklenme kapasiteleri, korozyon dirençleri, yük
transfer kinetikleri ve difüzyon mekanizmaları ileri analiz teknikleri (Elektrokimyasal
empedans spektroskopisi, korozyon ve boya yükleme testleri) kullanılarak incelenmiştir.
Tüm analizler değerlendirilerek, hidrotermal öncül çözeltilerin hazırlanmasında kullanılan
ligantların ve Al katkı elementinin, aynı özelliklere sahip ZnO tohum tabakaları üzerine
büyütülen ZnO nanoçubuk dizilerinin yapısal, optik, yüzey ve elektrokimyasal özellikleri
yanında korozyon direnci ve boya yükleme kapasiteri üzerinde güçlü bir etki yarattığı
saptanmıştır. Ayrıca katkısız ZnO nanoyapılı filmlerin fotoanot olarak kullanım
potansiyellerini sınırlayan faktörlerin, sabit oranda Al elementi katkılanarak ve/veya
hekzametilentetramin-hekzametilendiamin ligant karışımı kullanılarak minimize
edilebileceği sonucuna varılmıştır.