Nb2O5 ve Nb2O5 tabanlı ince filmlerin karakterizasyonu ve güneş pili üretimi
Characterization of Nb2O5 and Nb2O5 based thin films and solar cell production
Yazar: SEHER ÇETİN
Danışman: PROF. DR. HASAN GÖÇMEZ
Dumlupınar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Seramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Seramik Mühendisliği = Ceramic Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, titanyum oksitle benzer yarıiletken özellik gösteren ve geniş band aralığına sahip (yaklaşık 3,2 eV), Nb2O5 tabanlı fotoanotlar üretilmiştir ve karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. Fotoelektrotların, sol-gel yöntemi ile ince film (birkaç mikron kalınlıkta) eldesinin yanı sıra,  pasta uygulaması ile 10-15 mikron kalınlıklarında filmler üretilmiştir. Filmlerin iletken cam altlıklar üzerine kaplanmasında çok yüksek dönme hızında (1500 devir / dk.) döndürerek kaplama yöntemi kullanılmıştır.
Filmlerin kristal yapı analizleri X-ısınları kırınım cihazı (XRD) kullanılarak yapılmıştır. Bu analizler neticesinde istenen fazların yapıda olduğu görülmüştür. UV spektrometre ölçüm sonuçları ince filmlerde kalınlığa bağlı olarak belli bir dalga boyunda geçirgenliğin %70 dolaylarında olduğunu, UV bölgesinde ise ışığın soğrulduğunu göstermiştir. Elde edilen geçirgenlik eğrisindeki minimumlar kullanılarak yapılan hesaplamalarda kırılma indisinin 3,11-3,38 arasında değiştiği ortaya konulmuş, film kalınlığı ile kırılma indisi arasında kesin bir ilişki gözlenmemiştir. 
Optik ölçümleri yapılmış filmlerin daha sonra boya duyarlaştırılmış güneş pilleri yapılmış, oluşan pilin fotovoltaik özellikleri (kısa devre akımı (Isc), açık devre voltajı (Voc), dolum faktörü (FF) ve verimi) ölçülüp, mikro yapı ve uygulanan üretim yöntem parametreleri ile olan bağlantısı araştırılmıştır.
Niyobyum oksit (Nb2O5) tabanlı malzemelerde yapılan ölçümler sonrasında elde edilen verimlerin katkı maddesi ile değiştiği görülmüştür (% verim 0,1-1,1 arasında değişmiştir). Bununla beraber ticari olarak kullanılan titanyum oksit fotoanotlarında Nb2O5?te kullanılan aynı deneysel metotlarla, %5?e yaklaşan verimlilik değerleri elde edilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Boya duyarlı güneş pilleri (DBGP), Fotoanot, Fotovoltaik verimlilik, Niyobyum oksit, Sol-jel ve pasta kaplama.

Abstract:
In this thesis, as an alternative materials to titanium oxide, Nb2O5 having wide band gap (~3.2 eV), photoanodes were obtained. The characterization of these materials was carried out. Photoelectrodes made of sol-gel method the thin film (a few microns thick) and as well as films produce from paste application, with the of 10-15 micron thickness. Films have been prepared spin coating method which is very high rotational speed of the coating films on conductive substrat glass (1500 rev / min.).
The structure analyses of the crystalline films were studied through XRD. According to experimental results films showed that the desired phase structure. Thin films in the neighborhood of 70 % transparency at certain wavelengths. In UV region absorption of thin films are high. The refractive index of films were determined from transmission spectra and it changes between 3.11 and 3.38. We have not observed any relationship between the film thickness and refractive index.
 Dye sensitized solar cell which has been made that optical measurements photovoltaic characteristics (short-circuit current (Isc), open circuit voltage (Voc), fill factor (FF), and efficiency) is measured and applied to the microstructure and its connection with the production method parameters investigated.
Niobium oxide (Nb2O5)-based materials after measurements of changes in the efficiencies with additives (% efficiency ranged from 0.1 to 1.1). However, the commercially available titanium oxide used in the same experimental methods photoanode of Nb2O5, efficiency approaching to 5% were obtained.
Keywords: Dye sensitized solar cell (DSSC), niobium oxide, Photoanote, Photovoltaic Efficiency, Sol-Gel and Paste Coating.