Fotovoltaik Ge-ZnO nanokompozit ince filmlerin hazırlanması ve fiziksel özelliklerinin araştırılması

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fizik Mühendisliği A.B.D., Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2013

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: JANAN M.ALİ

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): ABDULLAH CEYLAN

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu tez çalışmasında, günümüzde ticari olarak üretilen güneş pillerine alternatif bir yöntem olan ara bant güneş pillerinde kullanılma potansiyeline sahip Çinko- Oksit: Germanyum (ZnO: Ge) nanokompozit ince filmler hazırlanmıştır. Bu yapıların sentezinde RF magnetron kopartma tekniği kullanılmıştır. Geniş yasak enerji aralığına sahip olan yarıiletken ZnO yapısına farklı büyüklüklerde Ge nanoparçacıklar eklenerek ZnO yapısının optik bant genişliği değiştirilerek ZnO: Ge nanokompozit yapının ışığa tepkisi irdelenmiştir. ZnO: Ge nanokompozit yapının elde edilmesi için kuartz ve silikon alttaşlar üzerine farklı kalınlıklarda ZnO ve Ge tabakaları kaplanmış, sonradan tavlama ile Ge katmanın kümelenerek nanoparçacık şeklini alması sağlanmıştır. Standart ve hızlı tavlama yöntemleri ile farklı sıcaklık ve tavlama süreleri ile oluşturulan Ge nanoparçacıkların yapısal, optik ve elektriksel özelliklere etkileri belirlenmiştir. Örnekler X- Işınları kırınımı (XRD) ve X- Işınları fotoelektron spektroskopisi (XPS) ile yapısal analizleri yapılmış, spektrofotometre yardımı ile de optik bant genişlikleri hesaplanmıştır. Optik soğurma ölçümlerinden elde edilen Tauc eğrilerinden Ge nanoparçacıklarının kristal büyüklükleri azaldıkça hazırlanan ince filmlerin yasak enerji aralıkları 3,05 eV?tan 2,88 eVa kadar azaldığı görülmüştür. Nanokompozit örneklerin elektriksel özellikleri, özdirençleri ve taşıyıcı yoğunluklarının belirlenmesi için Van Der Pauw tekniği kullanılarak direnç ve aynı geometride Hall ölçümleri yapılmıştır. Ayrıca karanlık ve aydınlık koşullarda gerçekleştirilen I- V ölçümlerinden, saf ZnO ile Ge katkılanmış ZnO örneklerinin fotoakım değerleri incelenmiş ve ZnO: Ge örneklerinin fotoakımlarının saf ZnO?ya göre 103 kat daha fazla olduğu görülmüştür. Bu sonuç ise gelen ışığın katkılanan Ge nanoparçacıklara bağlı olarak yarı iletkende saf ZnO?ya göre daha fazla elektron boşluk çifti oluşturarak fotoakıma katkıda bulunduğunu göstermektedir. Anahtar Kelimeler: Fotovoltaik, RF magnetron koparma tekniği, ZnO: Ge, Nanokompozit ince filmler.