Perovskit (CH3 NH3)3 Sb2 I9 ince filmlerin termal buharlaştırma yöntemi ile üretilmesi ve kararsızlık mekanizmalarının elektriksel yöntemlerle belirlenmesi
Production of perovskite (CH3 NH3)3 Sb2 I9 thin films by thermal evaporation method and determination of instability mechanisms by electrical methods
Yazar: FATMA NUR SARIKAYA
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKHAN YILMAZ
Burdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Sistemleri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Yenilenebilir enerji kaynaklarında erişilebilirlik ve kaynak açısından ön planda olan Güneş enerjisi büyük bir potansiyele sahiptir. Ancak Güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren sistemler sürdürülebilir kullanım açısından yüksek verim ve düşük maliyetleri karşılama konusunda yetersiz kalmaktadır. Güneş hücrelerinin üretimindeki teknolojilerin ilerlemesi ile yeni nesil güneş hücreleri kendilerine bu alanda yer bulmaya başlamışlardır. Bu yeni nesil güneş hücreleri arasında olan üçüncü nesil güneş hücreleri ile doğada çok bulunan organik malzemelerle üretim hedeflenmektedir. Ancak üçüncü nesil güneş hücresi olan perovskitin piyasada ticari olarak bulunamamasının sebebi üretimlerinden kısa bir süre sonra bozunmaları ve verimlilik değerlerini kaybetmeleridir. Bu tez çalışmasında üçüncü nesil organik güneş hücresi ailesinden olan perovskit güneş hücrelerinde optik soğurucu tabakası olarak kullanılan (CH3NH3)3Sb2I9 (Metilamonyum Antimon İyodür) yapısına sahip ince filmlerin üretimi termal buharlaştırma yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Tez kapsamında üretilen malzemelerin yapısal karakterizasyonu için XRD (Xışını Kırınımı) desenlerinin analizleri ve yüzey morfolojisi analizleri için Taramalı Elektron Mikroskobu (Scanning Tunneling Microscope, SEM) kullanılmıştır. Bunun yanı sıra TGA ile malzemelerin termal kararlık optimizasyon analizleri gerçekleştirilmiştir. Üretim sonrası farklı sıcaklıklarda ısıl işlem uygulamalarına maruz bırakılan ince filmlerde atmosferik koşulların oluşturduğu kararsızlık etkilerinin anlaşılabilmesi için malzemeler üzerinde üç farklı stres faktörü uygulanmıştır. Bu stres faktörleri sırası ile laboratuvar atmosferi, ultraviyole (UV) ışık uygulaması, ışık banyosu uygulamasıdır. Elde edilen bulgular sonucunda farklı stres faktörlerinin ince film malzemenin elektriksel iletkenliğinde yol açtığı değişimler belirlenmiştir.

Abstract:
Solar energy, which is at the forefront in terms of accessibility and resource in renewable energy sources, has a great potential. However, systems that convert solar energy into electrical energy are insufficient in meeting high efficiency and low costs in terms of sustainable use. With the advancement of technologies in the production of solar cells, new generation solar cells have begun to find a place for themselves in this field. With the third generation solar cells, which are among these new generation solar cells, it is aimed to produce with organic materials that are abundant in nature. However, the third generation solar cell, perovskite, is not commercially available because it degrades and loses its efficiency values shortly after production. In this thesis, the production of thin films with (CH3NH3)3Sb2I9 (Methylammonium Antimony Iodide) structure, which is used as the optical absorber layer in perovskite solar cells, which is from the third generation organic solar cell family, was carried out by thermal evaporation method. 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 materials produced within the scope of the thesis. In addition, thermal stability optimization analyzes of the materials were carried out with TGA. Three different stress factors were applied on the materials in order to understand the instability effects of atmospheric conditions on thin films exposed to heat treatment applications at different temperatures after production. These stress factors are laboratory atmosphere, ultraviolet (UV) light application and light bath application, respectively. As a result of the obtained findings, the changes caused by different stress factors in the electrical conductivity of the thin film material were determined.