Surface coverage control of self organized plasmonic nanostructures at interfaces of photovoltaics related materials
Fotovoltaik malzemelerin arayüzlerinin kendiliğinden oluşumlu plazmonik nano yapılarla kontrollü oranda kaplanması
- Tez No: 463634
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALPAN BEK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında fotovoltaik aygıtlarda ışık yönetiminin plazmonik ara yüzlerle gerçekleştirilebileceği gösterilmiştir. Işık yönetimi için ideal olan %10 yüzey kaplanma oranını elde etmek için yeni stratejiler geliştirilmiştir. Öncelikle metal nano parçacıklar koloidal çözelti olarak sentezlenmiştir. Metal nanoparçacıkların tercih edilme sebebi güneş gözelerinin yüzeyine kaplandıkları takdirde güneşten gelen ışıkla etkileşime geçip ışığın saçılmasını sağlayarak göze içerisindeki optik yol uzunluğunu arttırmalarıdır. Bu çalışmada sahip olduğu güçlü rezonans özelliği ve altına oranla maliyet olarak uygunluğu göz önünde bulundurularak gümüş nanoparçacıklar tercih edilmiştir. Tam boyutta, testere hasarlandırmasına bağlı yüzey pürüzlülüğü bulunan, silisyum güneş gözelerinin yüzeyleri koloidal olarak sentezlenen gümüş nanoparçacık çözeltisi ile sprey kaplama tekniği aracılığıyla kaplanmıştır. Daha sonra bu yüzeylere ısıl işlem uygulanarak gümüş nanoparçacıkların plazmonik ara yüz oluşturması sağlanmıştır. Gümüş nanoparçacıkların yerel plazmon salınım özelliklerini inceleyebilmek adına silisyum güneş gözeleri üç farklı silisyum nitrür (𝑆𝑖3𝑁4) kalınlığında üretilmiştir. Daha sonra nanoparçacık çözeltisi değişik silisyum nitrür kalınlığındaki gözelere farklı geçiş sayılarında püskürtülmüş, geçiş sayısının da yerel plazmon salınımına etkisi incelenmiştir. Spreyle kaplama aşamasından sonra gözelerin yansıtma, yayınık yansıtma, pus ve kuantum verimlilik ölçümleri yapılmıştır. Bu ölçümler sayesinde nanoparçacıkların optik özellikleri belirlenmiştir. Solar simülatör yardımıyla da tam boyuttaki güneş gözelerinin etkinliklerindeki iyileştirmeler tespit edilmiştir. Spreyle kaplama yöntemi sonucunda etkinlik artışının hem sprey geçiş sayısına hem de kullanılan gözenin yapısına bağlı olduğu gözlemlenmiştir. Bu çalışma geliştirilerek tam boyuttaki silisyum güneş gözelerinin etkinlikleri üretim aşamaları da kontrol edilerek bilinen limitlerin üzerine çıkarılabilir. Bu bağlamda bu çalışma bir yol haritası olarak kullanılabilir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, it has been demonstrated that light management in photovoltaic devices might be achieved via plasmonic interfaces. New strategies have been developed to achieve a 10% surface coverage ratio that is ideal for light management. First, metal nanoparticles are synthesized as colloidal solutions. Metal nanoparticles are preferred because when they are coated on the surface of the solar cell, they increase the optical path length of the light in the cell via interacting and scattering the incident light. In this study, silver nanoparticles have been chosen considering their strong resonance characteristics and their low cost compared to gold. The industrial scale solar cells with surface roughness due to saw damage etching are coated with colloidal silver nanoparticle solution by a spray gun. Then heat treatment is applied on these surfaces to form the plasmonic interfaces. In order to examine the localized surface plasmon resonance properties of silver nanoparticles, silicon solar cells are produced in three different thickness levels of silicon nitride (𝑆𝑖3𝑁4). Then, the nanoparticle solution is spray coated by different numbers of passes on the aforementioned silicon solar cells with different thickness levels. Via this study, the effect of the number of spray passes on localized surface plasmon resonance is observed. After the spray coating step, the specular reflectance, diffuse reflectance, haze and quantum efficiency measurements are made. The optical and electrical properties of the nanoparticles are determined by these measurements. With the aid of a solar simulator, improvements in the efficiencies of full-scale solar cells are identified. As a result of the spray coating method, it has been observed that the increase in efficiency of the solar cells depend both on the number of spray passes and on the structure of the solar cells used. By developing this study, the efficiencies of full-scale silicon solar cells can be increased beyond the known limits by also controlling the production steps of the cells. In this context, this work can be used as a roadmap.
Benzer Tezler
- Studies of polysaccharide adsorption onto model cellulose surfaces and self-assembled monolayers by surface plasmon resonance spectroscopy
Yüzey plazmon rezonans spektrokopisiyle model selüloz yüzeylere ve kendinden montajlı tek tabakalar üzerine polisakkarit adsorpsiyonu çalışmaları
ABDULAZİZ KAYA
Doktora
İngilizce
2009
KimyaVırgınıa Polytechnıc Instıtute And State UnıversıtyFizikokimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALAN ESKER
- Self-assembled monolayers on metal oxides: Applications in nanotechnology
Başlık çevirisi yok
OKTAY YILDIRIM
Doktora
İngilizce
2010
Kimya MühendisliğiUnıversıty Of TwentePROF. DR. JURRIAAN HUSKENS
PROF. DR. GUUD RIJNDERS
- Farklı materyaller ile derin marjin elevasyonu uygulanan dişlerde CAD/CAM indirekt restorasyonların bağlantısının değerlendirilmesi: İn Vitro
Evaluation of the connection of CAD/CAM indirect restorations in teeth with deep margin elevation with different materials: In Vitro
PERVİN ULUÇ
Diş Hekimliği Uzmanlık
Türkçe
2025
Diş HekimliğiSelçuk ÜniversitesiRestoratif Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYRİYE ESRA ÜLKER
- Functional metal oxide surfaces: Photocatalytic, self-cleaning andmicro-/nanostructuring applications
Başlık çevirisi yok
SALİH VEZİROGLU
Doktora
İngilizce
2021
Mühendislik BilimleriChrıstıan-Albrechts-Unıversıtat Zu KıelPROF. DR. FRANZ FAUPEL
PROF. DR. LORENZ KİENLE
PROF. DR. JOST ADAM
- Boyalara ve kaplamalara nano metal oksit katkısının fiziksel, antikorozif ve antibakteriyel etkilerinin incelenmesi
Determination of physical, antiorrosive and antibacterial effects of nano metal oxide additives to paints and coatings
EZGİ KIZILKONCA DURAN