Kimyasal püskürtme tekniği ile üretilen Al katkılı CdS filmlerinnin bazı fiziksel özellikleri
Some physical properties of Al doped CdS films produced by spray pyrolysis technique
Yazar: SEVAL ATEŞ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. YRD.DOÇ.DR.SALİH KÖSE
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Katıhal Fiziği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu çalışmada kimyasal püskürtme tekniği ile farklı miktarlarda Alüminyum (x=10,20,30 ve 40 ml) konsantrasyon içeren katkılı CdS filmleri, T=300±5oC taban sıcaklığında mikroskop cam tabanları üzerine elde edilmiştir. XRD analizleri sonucunda filmlerin hegzagonal, kübik ve tetragonal fazlarda oluştuğu belirlenmiştir. Hegzagonal yapı, daha baskın olarak görülmüştür. Elde edilen bütün filmler polikristaldir. Filmlerin kalınlıkları, 0.30-1.33 μm, özdirençleri, ρ=1.74x106-4.11x106 (Ω cm) olarak ölçülmüştür. Bilinen ampirik formüller kullanılarak, tane boyutları, diskolasyon yoğunlukları ve iç gerilmeleri sırasıyla; 174-640 Å, 4.36-9.74x10-4 Å-2 ve 0.24-3.30x10-4 hesaplanmıştır.
SEM ve AFM ile alınan yüzey morfolojilerinden, tane yapıları, yüzey durumları ve yüzey pürüzlülükleri artan Alüminyum konsantrasyonuna göre incelenmiştir. EDS analizi ile filmlerdeki Cd, Al ve S elementlerinin bağıl oranlara belirlenmiştir. Filmlerin yasak enerji aralıkları, optik metod ile Eg=2.35-2.45 eV olarak belirlenmiştir.
Filmlerin elektriksel iletkenlik türlerinin n-tipi olduğu belirlenmiştir. Sonuç olarak, CdS içerisine katılan Alüminyum miktarına göre düzenli olmamakla beraber yapısal, yüzeysel, bazı optik ve elektrik özelliklerin değiştiği görülmüştür. CdS içerisine düşük miktarda Alüminyum katkılandığında daha iyi sonuçlara ulaşılabileceğini tahmin etmekteyiz.

Anahtar Kelimeler: Kadmiyum sülfür, CdAlS filmleri, Kimyasal püskürtme tekniği, Fotovoltaik güneş pilleri, yarıiletkenler.

Abstract:
In this work, doped CdS films containing different amounts of Al concentration (x =10, 20.30 and 40 ml)  have been produced on microscope glas substrates at a substrate temperature of T = 300 ± 5°C by spray pyrolysis technique. Films have been detertimind to possess hexagonal, cubic and tetragonal phaty ming XRD analysis. Hegzagonal structure has been exhibiled an dominant character. All of the produced films are polycrystalline.Thicknesses and resistivities of the films have been meansure as 0.30-1.33 μ m and 1.74 x106-4.11 x106 (Ω cm), respectivehy. Using known empirical equations, crystallite sizes, dsilucation densities and strain values have been determined as 174-640 Å, 4.36 x 10-4 -9.74 x 10-4 Å-2 and 0.24 x 10-4-3.30 x 10-4 ,respectivelly. Grain tructures, surface texture and surface roughness have been obtained by surface morphologies using SEM and AFM and have been inwestigated with resput to increating Al concentration.
Relative proportions of the elements such as Cd,Al and S which present in the film structure have been determined by EDS analysis. Optical band gap values of the films have been calculated as 2,35-2,45eV, using optical method. Electical conductivity types of the films have been determined as n-type. In conclusion, it has been determined that Al concentration in CdS films have changed the structural, surface, optical and electrical properties. We think that low amounts of Al doping into CdS may give better results.

Keywords: Cadmium sulfide, CdAlS films, spray pyrolysis technique, photovoltaic solar cells, semiconductors.