UPD temeline dayanan elektrokimyasal depozisyon yöntemi ile güneş pili nanomalzemelerinin geliştirilmesi
Development of solar cell nanomaterials via electrochemical deposition method based on UPD
Yazar: ŞAMİL DEMİRKOL
Danışman: DOÇ. DR. İBRAHİM Y. ERDOĞAN
Bingöl Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Elektrodepozisyon = Electrodeposition

Özet:
Bu tez kapsamında, bileşik yarıiletken Cu2O nanoyapıları, yüzey sınırlı reaksiyonlara dayanan elektrokimyasal depozisyon tekniğinden yararlanılarak hazırlandı. UPD
bölgesinde hazırlanan Cu2O nanoyapıları, aynı şartlar altında bulk (Nernst) depozisyon
bölgesinde hazırlanan Cu2O depozitleri ile karşılaştırıldı. Bulk depozisyon bölgesindeki 3
boyutlu büyüme kinetiğinin aksine, UPD bölgesinde 2 boyutlu bir büyüme kinetiği söz
konusudur. Cu2O yarıiletkeni, tüm bazik pH'larda elektrokimyasal olarak hazırlanmaya
çalışıldı. Bu pH değerleri içinde, Cu2O yarıiletkenini elektrokimyasal olarak hazırlamak
için en ideal pH değeri belirlenmeye çalışıldı. Elektrodepozisyon çözeltisinin pH'sının bir
fonksiyonu olarak nanoyapıların boyutlarının değişimi incelendi. Çözeltilerin pH
değerleri arttığında, elektrokimyasal olarak hazırlanan Cu2O nanoyapıların boyutları
azaldı. SEM görüntüleri UPD bölgesinde elektrokimyasal olarak hazırlanan Cu2O'in
mükemmel tek tip nanoküp şeklinde yapılarla elde edilebileceğini gösterdi.Cu2O
nanoyapılarının kalitatif ve kantitatif analizleri, yapıda sadece Cu ve O bulunduğunu ve
stokiyometrinin 2/1 (Cu/O) oranına sahip olduğunu gösterdi. FT-IR spektroskopi
sonuçları, Cu2O nanoküplerinin tek faza sahip bir kristalin doğası ile elde edilebileceğini
doğrulamıştır. PL spektroskopi sonucunda elde edilen keskin band, Cu2O emisyonundan
kaynaklanır ve kristal yapıda Cu2O oluşumunu doğrular. Elektrokimyasal olarak
hazırlanan bakır (I) oksit yapılarına ait bant aralığı enerjisi 2,09 eV'tur. Bu çalışmada
elektrokimyasal olarak hazırlanan Cu2O yarıiletkeni, güneş pillerinde ideal bir soğurucu
tabaka olarak kullanılmak üzere önerilebilir.

Abstract:
In this thesis, compound semiconductor Cu2O nanostructures were prepared by the
electrochemical deposition method based on surface-limited reactions. Cu2O
nanostructures prepared in UPD region were compared with Cu2O deposits prepared in
bulk (Nernst) deposition region under the same conditions. In contrast to 3D growth
kinetics in bulk deposition region, there are 2D growth kinetics in UPD region.
Electrochemical preparation of Cu2O semiconductor in all basic pH was attempted. In
these pH values, it was tried to determine the most ideal pH value to electrochemically
prepare of Cu2O semiconductor. Changes in the size of nanostructures as a function of pH
of the electrodeposition solution were investigated. When pH values of the solutions were
increased, the sizes of Cu2O nanostructures prepared by electrochemical deposition were
decreased. SEM images showed that Cu2O prepared by electrochemically in UPD region
can be obtained with structures shaped like perfect single type nanocube. The qualitative
and quantitative analysis of Cu2O nanostructures indicated that the structure have only Cu
and O and stoichiometry have 2/1 (Cu/O) ratio. FT-IR spectroscopy results confirmed
that Cu2O nanocubes can be obtained with the single phase crystalline nature. The sharp
band obtained by PL spectroscopy is due to Cu2O emission and confirms the formation of
crystalline Cu2O. The band gap energy of the structures of copper (I) oxide prepared
electrochemically is 2.09 eV. In this study, Cu2O semiconductor prepared
electrochemically may be recommended to be used as an ideal absorber layer in the solar
cells.