Metilamonyum kurşun iyodür (CH3NH3PbI3) perovskit film malzemelerin zamana bağlı akım-gerilim (I-V) ölçümleri ile karakterizasyonu
Characterization of methylammonium lead iodide (CH3NH3PbI3) perovskite films by time dependent current-voltage (I-V) measurements
Yazar: AYŞEGÜL ÇOŞĞUN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKHAN YILMAZ
Burdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Bu tez çalışmasında üçüncü nesil organik güneş hücresi ailesinden olan perovskit güneş hücrelerinde optik soğurucu tabakası olarak kullanılan MAPbI3 (Metilamonyum Kurşun İyodür) yapısına sahip film üretimi gerçekleştirilmiştir. Perovskitler üretim yöntemine ve ortam koşullarına bağlı olarak kararsızlık göstermektedirler. Tez kapsamında homojen, kimyasal reaksiyon sürecini tamamlamış ve kararlı bir yapıya sahip perovskit ince filmlerin üretimi için Termal CVD (Termal Kimyasal Buhar Biriktirme) yöntemi kullanılmıştır. Üretilen malzemelerin yapısal karakterizasyonu için XRD (X-ışını Kırınımı) desenlerinin analizleri ve yüzey morfolojisi analizleri için Taramalı Elektron Mikroskobu (Scanning Tunneling Microscope, SEM) kullanılmıştır.  Farklı atmosferik koşulların perovskit filmler üzerinde oluşturduğu kararsızlık mekanizmasının anlaşılabilmesi için malzemeler üzerinde dört farklı stres faktörü uygulanmıştır.  Bu stres faktörleri sırası ile laboratuvar atmosferi, ultraviyole (UV) ışık uygulaması, oksijen (O2) uygulaması ve saf su buharı uygulamasıdır. Her stres faktörü uygulanırken, stres faktörü altında ve stres faktörü ortadan kalktıktan sonra karanlık iletkenlik değerleri kayıt altına alınmıştır. Elde edilen bulgularda belirli stres faktörlerinin malzemeler üzerinde elektronik kusurlara sebep olduğu belirlenmiştir. Bu kusurların ortadan kaldırılabilmesi adına malzemelere ısıl işlem uygulanmış ve ısıl işlem uygulamasının malzemelerdeki elektronik kusurlar üzerine etkisi iletkenlik ölçümleri ile belirlenmiştir.

Abstract:
In this thesis, film production with MAPbI3 (Methylammonium Lead Iodide) structure, which is used as an optical absorber layer in perovskite solar cells, which is from the third generation organic solar cell family, was carried out. Perovskites show instability depending on the production method and ambient conditions. Within the scope of the thesis, Thermal CVD (Thermal Chemical Vapor Deposition) method was used for the production of perovskite thin films that have completed the chemical reaction process and have a stable structure. Scanning Tunneling Microscope (SEM) was used for the analysis of XRD (X-ray Diffraction) patterns and surface morphology analyzes for the structural characterization of the produced materials. In order to understand the instability mechanism created by different atmospheric conditions on perovskite films, four different stress factors were applied on the materials. These stress factors are laboratory atmosphere, ultraviolet (UV) light application, oxygen (O2) application and deionized water vapor application, respectively. Dark conductivity values were recorded while applying each stress factor, under the stress factor and after the stress factor was removed. In the obtained findings, it was determined that certain stress factors cause electronic defects on the materials. In order to eliminate these defects, heat treatment was applied to the materials and the effect of the heat treatment application on the electronic defects in the materials was determined by conductivity measurements.