Geçiş metal oksit tabanlı katodik elektrokromik aygıt uygulamaları
Transition metal oxide based catodic elektrochromic device applications
Yazar: GÜNAY MERHAN MUĞLU
Danışman: PROF. DR. EMRE GÜR
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Katıhal Fiziği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu tez çalışması geçiş metal oksit tabanlı katodik elektrokromik aygıtların üretilmesi ve performanslarının artırılması üzerine gerçekleştirilmiştir. Aygıtlar şeffaf iletken tabaka/Elektrokromik tabaka/Jel/İyon depolayıcı tabaka/Şeffaf iletken tabaka şeklinde tasarlanmıştır. Tüm aygıt yapısı (Jel kısmı hariç) RF magnetron reaktif saçtırma metodu kullanılarak elde edilmiştir. WO3, MoO3, NbOx, tabanlı elektrokromik aygıtlar üretilmiştir. Üretilen aygıtların performansları zaman bağımlı kinetik soğurma ölçümleri alınarak değerlendirilmiştir.
WO3 tabanlı elektrokromik aygıtlar için farklı kalınlıklarda, 300 nm, 400 nm, 500 nm ve 600 nm, aygıtlar üretilmiştir. Üretilen aygıtlardan 500 nm kalınlıkta olan aygıtın performansı diğer aygıtlara göre daha iyi olduğu belirlenmiş ve 600 nm dalgaboyunda renklenme verimi 0,75 ve açılma zamanıda 20 s olarak elde edilmiştir. 25 sccm, 50 sccm, 75 sccm, 100 sccm farklı oksijen akış değerlerinde WO3 tabanlı elektrokromik aygıtlar da oksijen etkisini belirlemek amacıyla üretilmiştir. NbOx tabanlı aygıtlar ise yine farklı oksijen basıncının toplam büyütme basıncına farklı yüzdelerde, %5, %10, %15, %20 ve %30 üretilmiş ve performansları değerlendirilmiştir. %10 ve %15 O2 değerlerinde büyütülen NbOx tabanlı elektrokromik aygıtlardan yüksek performans elde edilmiştir. Bu durum ayrıntılı analiz edilmiş ve NbO2 fazının elektromik olarak aktif olduğu sonucuna varılmıştır. MoO3 tabanlı elektrokromik aygıtların performanslarını WO3 tabanlı aygıtlarla karşılaştırmak için, WO3 ile benzer şartlarda MoO3 aygıtlar üretilmiş ve aygıt performansları değerlendirilmiştir.

Abstract:
This thesis were conducted on the fabrication and the enhancement of the performances of the transition metal oxide based catodic electrochromic devices. All the devices were designed in the way of Transparent Conducting Oxide/Electrochromic layer/Gel/Ion Storage Layer/Transparent Conducting Oxide. Whole device structure were grown by using the RF Magnetron Reactive Sputtering Method. WO3, MoO3, NbOx, based electrochromic devices were produced. The performances of the devices were determined by the time dependent kinetic absorption measurements.
WO3 based electrochromic devices were firstly produced in terms of the variable thicknesses. The device having a 500 nm thickness has shown best performances determined at 600 nm wavelength with coloring efficiency of 0.75 and 20 s of turn of time of the device. Also, WO3 based devices at different oxygen flow values, 25 sccm, 50 sccm, 75 sccm, 100 sccm, have been produced. NbOx based devices were produced evaluated by the percentage of the oxygen partial pressure to the total pressure, %5, %10, %15, %20 ve %30. The devices formed at the oxygen percentages of %10 ve %15 have shown high responses compared to the others. This situation analyzed in detail and it has determined that the Nb2O5 phase has shown the electrochromic deice action. MoO3 based electrochromic devices were also produced similar to the WO3 based device in order to copare the performances of both mostly used kinds.