Esnek güneş hücreleri için aerosol baskı tekniği ile gümüş nanotel elektrotların geliştirilmesi
Development of silver nanowire electrodes by aerosol printing technique for flexible solar cells
Yazar: BERK SERBEST
Danışman: DOÇ. DR. NİHAN AKIN SÖNMEZ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fotonik Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Aerosol baskı tekniği ile esnek alttaş üzerine gümüş nanotel (AgNT) elektrot geliştirilmesi için yapılan bu çalışmada elektrot numunelerinden elde edilebilecek en düşük elektriksel tabaka direnci ve en yüksek görünür bölgede optik geçirgenlik sonucuna ulaşılması hedeflenmiştir. Gümüş nanotellerin etanol içindeki süspansiyonu deneysel mürekkep olarak ve esnek alttaş olarak polietilen naftalat (PEN) ve poliimid (PI) malzeme ile çalışılmıştır. Optik mikroskop ile baskı kalitesi incelendi, dört noktadan kontak istasyonu ile elektriksel tabaka direnci ölçümü, mor ötesi ve görünür bölge (UV-Vis.) spektrometresi ile optik yüzde geçirgenlik değerleri ölçüldü, taramalı elektron mikroskobu yardımıyla nanotellerin ayrıntılı görüntülenmesi yapıldı. Bu çalışmada, esnek alttaşlar üzerinde esnek şeffaf iletken AgNT elektrotlar üretilerek baskı katman sayısının elektrotların şeffaflığı ve yüzey direnci üzerindeki etkisi araştırıldı. PEN alttaş için 3 kat baskılı elektrotların tabaka direnci 30,96 ohm/kare ve görünür bölgede ortalama %78 şeffaflığa sahiptir. PI alttaş için, 3 katmanlı 200℃'de tavlanan numune, 26,20 Ω/kare elektriksel direnci ve görünür bölgede %83.2 optik geçirgenlik değerlerine sahiptir, 4 kat 200 ℃'de tavlanan numune %82,5 geçirgenlik ve 11,63 Ω/kare  elektriksel direncine ve son olarak  5 kat olan numune 6,76 Ω/kare altında olan elektriksel direnci ve optik geçirgenlik %82'dir.

Abstract:
The objective of this study was to develop silver nanowire (AgNW) electrodes on flexible substrates using the aerosol printing technique. The goal was to achieve the lowest electrical sheet resistance and the highest optical transmittance in the visible region that can be obtained from the electrode samples. The suitability of silver nanowire suspension in ethanol as an experimental ink was investigated, with polyethylene naphthalate (PEN) and polyimide (PI) materials as flexible substrates. The printing quality was examined with an optical microscope, the electrical layer resistance was measured with a four-probe station, the optical percentage transmittance values were measured with an ultraviolet and visible region (UV-Vis.) spectrometer, and detailed imaging of the nanowires was made with the help of a scanning electron microscope. The objective of this study was to produce flexible transparent conductive AgNW electrodes on flexible substrates and to investigate the effect of the number of printing layers on the transparency and surface resistance of the electrodes. The sheet resistance of the three-layer printed electrodes on the PEN substrate is 30.96 Ω/sq, with an average transparency of 78% in the visible region. For the PI substrate, the 3-layer sample annealed at 200°C exhibits an electrical resistivity of 26.20 Ω/sq and an optical transmittance of 83,2% in the visible region. The 4-layer sample annealed at The 200°C sample exhibited 82,5% transmittance and an electrical resistance of 11,63 Ω/sq. The 5-layer sample demonstrated an electrical resistance below 6,76 Ω/sq and an optical transmittance of 82%.