Fotovoltaik ve foto sensör uygulamalarda kullanılmak için hazırlanan metal/GO-SiO2-Polimer/n-Si/metal heteroeklem yapıların fotoelektrik ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi
Investigation of photoelectric and electrical properties of metal/ GO-SiO2-Polymer / n-Si / metal hetero-joint structures prepared for use in photovoltaic and photo sensor applications
Yazar: HALİL SEYMEN
Danışman: PROF. DR. ŞÜKRÜ KARATAŞ
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Engel yüksekliği = Barrier height ; Fotosensörler = Photosensors ; Fotovoltaik piller = Photovoltaic cells ; Heteroeklem = Heterojunction ; İdealite faktörü = Ideality factor

Özet:
Bu tez çalışmasında, Au/(GO:P3C4MT)/n-SiO2/Au  arayüz tabakasına sahip numunelerin, karanlık ve çeşitli aydınlatma değerleri etkisinde (20 mW/cm2 ile 100 mW/cm2) aralığında, (20 mW/cm2) lik adımlarla, oda sıcaklığında, elektriksel ve optoelektronik özellikleri incelendi. İncelenen numunenin doğrultma oranı (RR) (I-V) datalarından hesaplandığında, beklenen değerler arasında olduğu (±2,0 V'de 998,44), aydınlık ve karanlık durumlarda görüldü. Bu durum hazırlanan numunelerin fotodiyot özelliklerinin iyi olacağını göstermiştir. Benzer şekilde doğrultma oranının (RR) gerilim arttıkça büyüdüğü tespit edildi. 
Ayrıca Au/(GO:P3C4MT)/n-SiO2/Au  yapısı için bariyer yüksekliği (ϕ_b0), idealite faktörü(n), seri direnç(R_S), ve doyma akımı (I_0)gibi elektriksek özellikler termiyonik emisyon (TE) teorisi, Cheung ve Norde metodları ile karanlıkta ve aydınlıkta ışık yoğunluğuna bağlı olarak hesaplanmıştır. Elde edilen veriler numunelerin optoelektronik özelliklerinin büyük bir oranla ışık yoğunluğına bağlı olduğunu göstermektedir
 Hesaplanan elektriksel ve optoelektronik özelliklerin değerleri arasındaki farklılıklar kullanılan arayüz malzemelerinin elektron–hol oluşumuna atfedilebilir. Bu tez çalışmasından elde edilen malzemelerin parametreleri ve deneysel sonuçlar, hazırlanan malzemenin (Au/(GO:P3C4MT)/n-SiO2/Au) optoelektronik cihaz (fotovoltaik ve fotosensör) uygulamaları için kullanılabileceğini göstermektedir.
Test çalışmasında kullanılan malzeme (Au/(GO: P3C4MT)/n-SiO2/Au) için yüzey morfolojisi incelemesi yapıldı. Yüze morfolojisi incelemesinde XRD, SEM ve AFM cihazları kullanılarak malzemenin yüzeyi incelendi. XRD incelemesinde polimer malzemesinin çok pik vermediği, fakat grafenoksit malzemesinin belirli değerlerde (2θ =11.70 'de) güçlü, belirgin bir pik verdiği görüldü. Bunun sebebi yapısında bulunan oksijen atomları olabilir. SEM görüntüsünde karışımdaki organik yarıiletken tozların yüzeyde heterojen bir tabaka oluşturduğu görüldü.

Abstract:
In this thesis, samples with  Au/(GO: P3C4MT)/n-SiO2/Au  interface layer were tested in the room with steps of (20 mW/cm2) under the influence of darkness and various illumination values (darkness and 20 mW/cm2 to 100 mW/cm2). The electrical and optoelectronic properties were examined at room temperature. When the rectification ratio (RR) of the examined, sample was calculated from (I-V) data, it was shown to be between the expected values (998.44 at ±2.0 V) in light and dark conditions. This showed that the photodiode properties of the prepared samples would be an appropriate sample. Similarly, it was found that the RR increases as the voltage increases.
In addition, electrical properties such as barrier height (ϕ_b0), ideality factor (n), series resistance (RS), and saturation current (I0) for the Au/(GO: P3C4MT)/n-SiO2/Au  structure are based on the thermionic emission (TE) theory, Cheung and Norde methods was calculated based on light intensity in darkness and light using. 
The obtained data show that the optoelectronic properties of the samples largely depend on the light intensity.  Differences between the values of the calculated electrical and optoelectronic properties can be attributed to the electron-hole formation of the interface materials used. The parameters and experimental results of the materials obtained from this thesis study show that the prepared material (Au/(GO: P3C4MT)/n-SiO2/Au) can be used for optoelectronic device (photovoltaic and photosensor) applications.
Surface morphology examination was performed for the material used in the test study (Au/(GO: P3C4MT)/n-SiO2/Au). In the surface morphology examination, the surface of the material was examined using XRD, SEM, and AFM devices. In the XRD examination, it was indicated that the polymer material did not give many peaks, but the graphene-oxide material gave a strong, distinct peak at certain values (at 2θ =11.7 ). The reason for this may be the oxygen atoms in its structure. In the SEM figure, it was shown that the organic semiconductor powders in the mixture formed a heterogeneous layer on the surface