Organik arayüzeyli fotodiyot verimliliği, stachys lavandulifolia bitkisinin değerlendirilmesi ve analizi
Organic solar cell efficiency, evaluation and data analysis of stachys lavandulifolia plant
Yazar: SELAMİ ÖZER
Danışman: DOÇ. DR. İKRAM ORAK ; DOÇ. DR. ÖMER SEVGİLİ
Bingöl Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Fizik = Physics

Özet:
Bu çalışmada yaygın olarak pembe pamuklu kuzukulağı olarak adlandırılan Stachys lavandulifolia bitkisinin özünden elde edilen solisyonun arayüzeyde kullanılması ile bir fotodiyotun fabrikasyonu gerçekleştirildi. Yapılan bu aygıtın arayüzey organik malzemenin optik özellikleri 180-900 nm dalga boyu aralığında alınan U-V ölçümleri ile absorbans pik değeri 330-340 nm dalga boyunda ve yasak enerji aralığı 3,2 eV olarak hesaplandı. Döndürme metodu ile p-Si parlak yüzeyine 60 s 1400 rpm'de ince film şeklinde kaplandı. Yüzey pürüzlülüğüne atomik kuvvet mikroskobu ile bakıldı.  Elde edilen aygıtın fotovoltaik performansını anlayabilmek için karanlık ve güneş simülatörü ile 30-100 mW/cm2 arasında farklı ışık şiddetleri altında elde edilen akım-gerilim (I-V) karakteristiğinden engel yüksekliği, idealite faktörü, seri direnç, şönt direnç ve doğrultma oranı parametreleri hesaplandı. Karanlıkta diyotun idealite faktörü 1,43 olarak idealliğe en yakın değer olarak elde edildi. Farklı bir diğer hesaplama ise 30-100 mW/cm2 ışık şiddeti altında akım-gerilim ölçümlerinden elde edilen kısa devre akımı (Isc), açık devre gerilimi (Voc), maksimum akım (Imax), maksimum gerilim (Vmax), dolum faktörü (FF) ve güneş enerji verimi (η) değerleri verilmiştir. Organik arayüzeye sahip sadece bir fiziksel parametrenin değişimi ile değil aynı zamanda farklı bir fiziksel uyaran olan frekans ilgili diyot karakteristiği de incelenmiştir. Frekansa bağlı diyot parametrelerini incelemek üzere 5-5000 kHz aralığında iletkenlik, kapasite, seri direnç diyot parametreleri incelendi.  

Anahtar Kelimeler: Stachys Lavandulifolia, Fotodiyot, Arayüzey

Abstract:
In this study, a photodiode was fabricated by using the solution obtained from the extract of the Stachys lavandulifolia plant, commonly called pink cotton lamb's ear, at the interface. The optical properties of the interfacial organic material of this device were determined by U-V measurements taken in the 180-900 nm wavelength range, and the absorbance peak value was calculated at 330-340 nm wavelength and the forbidden energy range was calculated as 3.2 eV. Using the spin coating method, p-Si was coated on its shiny surface as a thin film in 60 seconds at 1400 rpm. Surface roughness was examined using an atomic force microscope. In order to understand the photovoltaic performance of the obtained devices, barrier height, ideality factor, series resistance, shunt resistance and rectification ratio parameters were calculated from the current-voltage (I-V) characteristic obtained under different light intensities between 30-100 mW/cm2 with the dark and sun simulator.  The ideality factor of the diode in the dark was obtained as 1.43 which is the closest value to ideality. Another different calculation is the short circuit current (Isc), open circuit voltage (Voc), maximum current (Imax), maximum voltage (Vmax), filling factor (FF) and solar energy efficiency (η) values obtained from current-voltage measurements under 30-100 mW/cm2 light intensity. The frequency-related diode characteristic with the organic interface was investigated not only by changing a physical parameter but also by a different physical stimulus. To examine the frequency-dependent diode parameters, capacity, conductivity and series resistance diode parameters were examined in the range from 5 to 5000 kHz.

Keyword: Stachys Lavandulifolia, Photodiode, Interface