Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2016
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Özlem Yağcı
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Orhan İçelli
Özet:
Bu tez çalışmasında, ilk defa P3HT:PCBM esaslı organik fotovoltaik hücrede boşluk toplayıcı tabaka olarak kullanılan PEDOT:PSS tabakasına son derece düşük maliyetli ve kolay elde edilebilen borikasit (H3BO3) katkılanarak fotovoltaik parametrelere etkisi incelenmiştir. Çalışmada farklı konsantrasyonlarda (0; 0,625; 1,25; 2,50; 3,75 ve 5,00 mg/ml) H3BO3 katkılanarak hazırlanan PEDOT:PSS çözeltileri, ince film olarak ITO altlıkları üzerine spin coater (döndürerek kaplama) ile kaplanmıştır. Daha sonra bu PEDOT:PSS tabakaları üzerine spin coater (döndürerek kaplama) ile P3HT:PCBM aktif tabakası kaplanmıştır. Son olarak aktif tabakanın üzerine termal buharlaştırma yöntemi ile Alüminyum (Al) metali kaplanarak ITO/PEDOT:PSS:H3BO3/P3HT:PCBM/Al tabakalarından oluşan yapılar üretilmiştir.
Tez çalışmasının ilk aşamasında, farklı oranlarda H3BO3 katkılanmış PEDOT:PSS tabakası kullanılarak fotovoltaik hücrelerin performansını geliştiren optimum katkı oranının belirlenmesi için çalışma yapılmıştır. Yapılan çalışma neticesinde bu optimum katkı oranının 1,25 mg/ml olduğunun tayin edilmesinin ardından, 1,25 mg/ml oranında H3BO3 katkılanmış PEDOT:PSS tabakası gama ışınına (40 Gray) maruz bırakılarak, radyasyonun H3BO3 katkılı PEDOT:PSS tabakası bulunduran fotovoltaik hücrelerin performansı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Üretilen yapıların, karanlık ve aydınlıkortamlarda ölçülen akım-gerilim ( I V ) karakteristiklerinden güç dönüşüm verimi (PCE ), dolum faktörü (FF ), kısa devre akımı ( Isc ) ve açık devre voltajı (Voc ) gibi temel fotovoltaik hücre parametreleri hesaplanmıştır. Ayrıca üretilen yapıların optik, morfolojik, yapısal ve termal karakteristikleri, UV-VIS, FTIR, SEM, AFM, TG/DTA, XRD ve mekanik profilometre ölçümleri yapılarak belirlenmiştir. Yapılan çalışmada H3BO3 ve gama ışınının etkisinin belirlenmesi için ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/Al referans yapısı üretilmiştir.Yapılan ölçümler neticesinde elde edilen sonuçlara göre H3BO3’ün ITO’nun iş fonksiyonunu arttırdığı ve PEDOT:PSS’nin iletkenliğini ve morfolojisini iyileştirdiği belirlenmiştir. 1,25 mg/ml’lik katkı oranında fotovoltaik hücrelerin en yüksek performans gösterdiği görülmüştür. Bu tez çalışmasının diğer önemli bir sonucu; düşük doz gama ışını uygulanmış PEDOT:PSS tabakası bulunduran fotovoltaik hücrelerin parametrelerinde iyileşme olduğu belirlenmiştir. Özellikle H3BO3 katkılanmış PEDOT:PSS tabakası bulunduran fotovoltaik hücrelerin performansında daha fazla iyileşme meydana gelmiştir. Ayrıca yapılan termal karakteristik analizlerinde H3BO3 katkılanmış PEDOT:PSS filmlerinin sıcaklığa karşı daha kararlı olduğu görülmüştür.