Perovskite güneş pilleri için farklı elektron transfer katmanlarının üretimi
Production of different electron transfer layers for perovskite solar cells
Yazar: AYŞE VİDAT KESKİN
Danışman: DOÇ. DR. METİN GENÇTEN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Enerji = Energy
Dizin: ETL = ETL ; Yarı iletken güneş pili = Semiconductor solar cell

Özet:
Bu tez çalışmasında yenilenebilir enerji kaynaklarının başında gelen, güneş enerjisinden daha fazla verim elde edebilmek için üretimi kolay ve ucuz olan fotovoltaik temelli perovskite güneş pillerinde kullanıma uygun elektron transfer tabakalarının üretimi dönüşümlü voltametri yöntemiyle yapılmıştır. Bu kapsamda perovskite tipi güneş pillerinde kullanılabilecek TiO2 ve CoO2 esaslı malzemeler oda sıcaklığında ve tek basamakta üretilmiştir. Her iki oksitin üretiminde substrat etkisi ayrıntılı olarak incelenmiştir. Kalem ucu grafit elektrot kullanıldığında TiO2'nin rutil formda indiyum kalay oksit kullanıldığında ise anataz formda oluştduğu belirlenmiştir. Kobalt esaslı oksitlerde ise kalem ucu grafit yüzeyinde Co3O4 birikirken, indyum kalay oksit üzerinde CoO2 oluşumu gözlenmiştir. Tüm malzemelerin karakterizasyonu X-ışınları kırınımı metodu, taramalı elektron mikroskobu ve atomik kuvvet mikroskobu kullanılarak yapılmıştır. Hazırlanan malzemelerin hem perovskite tipi güneş pillerinde hem de organik güneş pillerinde elektron transfer tabakası olarak kullanımları açısından umut veren sonuçlara ulaşılmıştır. Bu tez çalışması ile hazırlanmış TiO2 içeren perovskite güneş pillerinde %6'lık bir güç dönüşüm verimliliğine ve CoO2 içeren perovskite güneş pillerinde ise %2.02'lık bir güç dönüşüm verimlilik değerine ulaşılmıştır.

Abstract:
In this thesis, the production of electron transfer layers suitable for use in photovoltaic based perovskite solar cells, which is one of the most renewable energy sources and which is easy and cheap to produce in order to obtain more efficiency from solar energy, was made by cyclic voltammetry method. In this context, TiO2 and CoO2 based materials that can be used in perovskite type solar cells were produced at room temperature and one step. The substrate effect in the production of both oxides has been studied in detail. It was determined that TiO2 was formed in rutile form when the pencil graphite electrode was used, and in the form of anatase when indium tin oxide was used. In the cobalt-based oxide Co3O4 on the surface of graphite pencil lead accumulates, CoO2 formation on indium tin oxide it was observed. Characterization of all materials was performed using X-ray diffraction method, scanning electron microscope and atomic force microscope. Promising results have been achieved in terms of the use of the prepared materials as an electron transfer layer in both perovskite type solar cells and organic solar cells. A power conversion efficiency of %6 has been achieved in perovskite solar cells containing TiO2 prepared with this thesis. In addition, a power conversion efficiency value of %2.02 has been achieved in perovskite solar cells containing CoO2.