Nb katkılı TiO2 ince filmlerin üretilmesi ve boya duyarlı güneş hücrelerine uygulanması
Production of Nb doped TiO2 thin films and their application to dye sensitized solar cells
- Tez No: 769736
- Danışmanlar: PROF. DR. METİN KUL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Enerji, Physics and Physics Engineering, Energy
- Anahtar Kelimeler: Duyarlılık, Güneş hücreleri, Titanyum dioksit, Yarı iletkenler, Sensitivity, Solar cells, Titanium dioxide, Semiconductors
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında yenilenebilir enerji kaynaklarından güneş enerjisinin doğrudan elektrik enerjisine dönüştürülmesinde kullanılan boya duyarlı güneş hücresi, yapısına engelleyici katman eklenerek elde edilmiştir. Engelleyici katman olarak katkısız ve Niyobyum (Nb) katkılı TiO2 ince filmler, FTO kaplı cam taban üzerine daldırarak kaplama yöntemi ile elde edilmiştir. Katkılama, %1, %3, %5 ve %7 hacim oranlarında yapılmıştır. Elde edilen engelleyici katmanların yapısal, optik ve yüzey özellikleri incelenmiştir. Mezogözenekli metal oksit olarak TiO2 film FTO taban üzerinde doktor blade yöntemi ile elde edilmiştir. Mezogözenekli TiO2 (m-TiO2) filmin yapısal, optik ve yüzey özellikleri incelenmiştir. FTO/m-TiO2 film yapısı hazırlanan N719 boya çözeltisine daldırılarak farklı sürelerde en yüksek soğurma gösteren çalışma yapı belirlenmiştir. Belirlenen boyaya daldırma süresi, FTO/Engelleyici katman/m-TiO2 yapısına uygulanmış ve fotoelektrotlar elde edilmiştir. Bu şekilde elde edilen fotoelektrotlarının optik özellikleri incelenmiştir. Karşıt elektrot olarak Pt film, doktor blade yöntemi ile FTO kaplı cam taban üzerinde elde edilmiş, yapısal ve optik özellikleri belirlenmiştir. Fotoelektrot ve karşıt elektrot kapalı hücre yöntemi ile birleştirilerek Nb katkılı boya duyarlı güneş hücresi elde edilmiştir. Boya duyarlı güneş hücresinin AM 1.5 aydınlatma altında I-V ölçümü incelenmiştir. I-V ölçümlerinde, kullanılan engelleyici katmana göre verim değerlerinin değiştiği belirlenmiştir. En yüksek verim %4,68 ile %3 Nb katkılı TiO2 engelleyici katman film kullanılan boya duyarlı güneş hücresinden elde edilmiştir. Yüksek verim, %3 Nb katkılı TiO2 filmin yüksek optik geçirgenliğe ve yüksek yüzey pürüzlülüğüne sahip olması ile ilişkilendirilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, a dye-sensitized solar cell, which is used in the direct conversion of solar energy from renewable energy sources into electrical energy, was produced by adding a blocking layer to its structure. Undoped and Nb-doped TiO2 thin films as blocking layer were produced by dip coating method on FTO coated glass substrate. Doping was done at 1%, 3%, 5% and 7% volume ratios. The structural, optical and surface properties of the produced blocking layers were investigated. TiO2 film as mesoporous metal oxide was produced on FTO substrate by doctor blade method. The structural, optical and surface properties of the mesoporous TiO2 film were investigated. FTO/m-TiO2 film structure was dipped into the prepared N719 dye solution and the photoelectrode showing the highest absorption at different dipping times was determined. Dye dipping was also applied to the FTO/Blocking layer/TiO2 structure for the specified time, and the photoelectrodes were produced. The optical properties of the photoelectrodes obtained in this way were compared. Pt film as counter electrode was produced on FTO coated glass base by doctor blade method, and its structural and optical properties were determined. A Nb-doped dye-sensitized solar cell was produced by combining the photoelectrode and counter-electrode with the closed cell method. I-V measurement was taken under AM 1.5 illumination. In I-V measurements, it was determined that the efficiency values changed according to the blocking layer used. The highest efficiency with 4.68% was obtained from the dye-sensitized solar cell using 3% Nb-doped TiO2 barrier layer. High efficiency is associated with the high optical transmittance and high surface roughness of the 3% Nb-doped TiO2 blocking layer.
Benzer Tezler
- Investigation of capacitive behaviour of emulsion polymerized pedot and its nanocomposites
Emülsiyon polimerizasyonu ile sentezlenen pedot ve nanokompozitlerinin kapasitif özelliklerinin incelenmesi
DENİZ GÜLERCAN
Doktora
İngilizce
2019
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ
- Gümüş ile katkılanmış tio2 ince filmlerin üretimi ve karakterizasyonu
Fabri̇cati̇on and characteri̇zati̇on of si̇lver dopi̇ng tio2 thi̇n_fi̇lms
BURÇİN TAÇ
- Bor ve azot katkılı TiO2 ince filmlerin fotokatalitik aktivitelerinin incelenmesi
Investigation of photocatalytic activity of boron and nitrogen doped TiO2 thin films
SEMİH ÇULHAOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜHEYLA AYDIN
YRD. DOÇ. DR. ALİ ERÇİN ERSUNDU
- Metal katkılı TiO2 öncülleri kullanılarak boya duyarlaştırılmış güneş hücresi üretimi ve analizi
Dye-sensitized solar cell production and analysis using metal-doped TiO2 precursors
MERYEM SERFİRAZ BİLİCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
EnerjiIsparta Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MELİK ZİYA YAKUT
- Kuzeybatı Trakya'da (Lalapaşa-Pınarhisar) İslambeyli formasyonu'nun ve bentonit oluşumlarının jeolojisi, mineralojisi, jeokimyası ve teknolojik özellikleri
The geology, mineralogy, geochemistry and technological properties of İslambeyli formation and bentonite occurences in Northwest Thrace basin (Lalapaşa-Pınarhisar)
BALA EKİNCİ ŞANS
Doktora
Türkçe
2018
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RECEP FAHRİ ESENLİ