CuIn0.7Ga0.3Se2 ince filmlerin üretilmesi ve güneş pili yapımı için özelliklerinin araştırılması
CuIn0.7Ga0.3Se2 production of thin films and the properties of solar cell
Yazar: MİKAİL YAĞIZ
Danışman: DOÇ. DR. SONGÜL FİAT VAROL
Giresun Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Enerji = Energy

Özet:
CuIn0.7Ga0.3Se2 ince filmi yasak band aralığı ~1,14 eV olan ve elektromanyetik spektrumun geniş bir aralığında yüksek soğurma kapasitesine sahip bir fotovoltaik malzemedir. Tez çalışmasında Termal Buharlaştırma ile ürettiğimiz CuIn0.7Ga0.3Se2 ince filminin aydınlık ve karanlık ortamda optik ve elektriksel özelliklerini ayrıca yapısal ve yüzey özelliklerini inceledik. CuIn0.7Ga0.3Se2 ince filmi kolay eldesi, zararlı olmaması ve diğer alternatif güneş pili malzemelerine göre alternatif olma potansiyelinden dolayı son yıllarda yaygın olarak çalışılmaktadır. İnce Film kaplama yöntemlerinden ucuz bir maliyetle kolay uygulanabilirliği ve film kompozisyonunun kontrolünün kolaylığı ve yüksek vakum olması nedeniyle Termal Buharlaştırma yöntemi malzemenin üretimini hem kolaylaştırmış hem de kalitesini artırmıştır. Çalışmamızda İlk olarak malzemeyi ön reaksiyon ile kuartz ampul içerisinde kristal olarak sentezledik ve daha sonra Termal buharlaştırma yöntemi ile ince film olarak Molibden (Mo) alttaş üzerine kapladık. Optik ve elektriksel karakterizasyonunu aydınlık ve karanlık ortamda incelerken oluşan filmin ayrıca yapısal ve yüzey analizinide XRD difraktometresi ve AFM cihazlarıyla gerçekleştirdik. Elde ettiğimiz filmlerin iyi soğurma özelliğine ve yüksek elektriksel iletkenliğe sahip olduğunu gördük, yüzey morfolojisinin ise oldukça düzgün ve tane ouşumunun belirgin olduğu gözlemledik. Bu sonuçlar bağlı olarak üretilen CuIn0.7Ga0.3Se2 ince filminin güneş pili uygulamalarında tercih edilebilir bir malzeme olabileceğini göstermiştir.  

Anahtar Kelimeler: CuIn0.7Ga0.3Se2 (CIGS), Fotovoltaik, Termal Buharlaştırma, İnce Film Kaplama.

Abstract:
CuIn0.7Ga0.3Se2 thin film of which forbidden band gap of ~ 1.14 eV and a photovoltaic material which has a high absorption capacity in a broad range of the electromagnetic spectrum. In this thesis, we have investigated the optical and electrical properties of CuIn0.7Ga0.3Se2 thin film we produced with Thermal Evaporation in dark and under ambient and also structural and surface properties too. The CuIn0.7Ga0.3Se2 thin film has been extensively studied in recent years due to its easy handling, its harmlessness and its potential to be an alternative to other alternative solar materials. Thermal vacuum method facilitates the production of material and increase the quality because of its easy applicability at a low cost and the ease of controlling film composition and high vacuum at thin film coating methods. In our work, we first synthesized the material as crystal in the quartz bulb with the pre-reaction and then coated it on Molybdenum (Mo) the substrate as a thin film by the thermal evaporation method. While we analyze the optical and electrical characterization in dark and under ambient we have also realized the structural and surface analysis with XRD diffractometer and AFM devices. We have observed that the films we have obtained have good absorption properties and high electrical conductivity, and that the morphology of the surface is fairly uniform and graininess is prominent. These results show us that CuIn0.7Ga0.3Se2 thin film that we produced may be a preferable material for solar cell applications.

Keywords: CuIn0.7Ga0.3Se2(CIGS), Photovoltaic, Thermal Evaporation, Thin Film Deposition