Hibrit perovskite güneş pillerinin geliştirilmesi
Development of hybrid perovskite solar cells
Yazar: ADEM KARSLI
Danışman: PROF. DR. SERAP GÜNEŞ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Fizik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Son yıllarda hibrit perovskite güneş pilleri %20'leri aşan verimleriyle büyük ilgi odağı olmuşlardır. Yüksek mobiliteye ve uzun difüzyon mesafelerine sahip malzemelerin kullanıldığı bu tip güneş pilleri, n-i-p ve p-i-n yapılarda literatürde sıkça çalışılmıştır. N-i-p yapısındaki inorganik/organik perovskite güneş pillerinde sırasıyla; elektron ileten tabaka, perovskite ve boşluk ileten katman kullanılmaktadır. Elektron ileten tabaka olarak bu aygıtlarda sıkça titanyumdioksit (TiO2) kullanılmıştır. P-i-n yapısındaki perovskite güneş pillerinde ise sırasıyla; boşluk ileten katman, perovskite ve elektron ileten tabaka bulunmaktadır. Boşluk ileten tabaka olarak yüksek boşluk mobilitesinden dolayı polistren sulfonat katkılı poli(3,4-etilendioksitiyofen) PEDOT:PSS kullanılmaktadır.
Bu tezde, n-i-p yapısındaki hibrit perovskite güneş pillerinde TiO2 kompakt katmanına ek olarak; n-tipli elektron taşıyıcı olan indiyum sülfit (In2S3) malzemesi kullanılmıştır. In2S3 malzemesine tavlama uygulayarak ve molariteyi değiştirerek verim geliştirilmeye çalışılmıştır. p-i-n yapısındaki aygıt tipinde ise, PEDOT:PSS tabakasına dimetilsülfoksit (DMSO) ve Zonil katkılaması yapılarak sistemdeki boşuk taşımının iyileştirilmesi ve perovskite katmanının PEDOT:PSS yüzeyine daha iyi tutunması sağlanarak verim geliştirilmeye çalıştırılmıştır. Bir diğer p-i-n yapısındaki hibrit perovskite güneş pillerinde, CH3NH3IPbI3-xClx perovskite mazlemesi kullanılmış ve tekrar PEDOT:PSS için DMSO ve Zonil katkılaması yapılarak verim geliştirilmeye çalışılmıştır. Yüzey ve yapısal karakterizasyonlarıyla sonuçlar desteklenmiştir.

Abstract:
Recent years, hybrid perovskite solar cells have been great focus due to their high efficiency exceeding 20%. There are many studies in literature regarding this type of solar cells that has high mobility and long diffusion lengths in forms of n-i-p and p-i-n. Inorganic/organic perovskite solar cells in the form of n-i-p contains electron transfer layer, perovskite layer and hole transfer layer accordingly. TiO2 has been widely used as electron transfer layer in this devices. On the other hand, inorganic/organic perovskite solar cells contain hole transfer layer, perovskite layer and electron transfer layer accordingly. PEDOT:PSS that has high hole mobility are being used as electron transfer layer. 
In this thesis, inorganic/organic perovskite solar cells in the form of n-i-p, in addition to TiO2, InsS3 has been used. By applying thermal annealing and changing molarity of InsS3, efficiency has been tried to improve. Also for the p-i-n form perovskite solar cells, DMSO and Zonyl have been doped into PEDOT:PSS to increase hole transfer and for the perovskite to cling onto surface of PEDOT:PSS. In another hybrid perovskite solar cells that have p-i-n structure, CH3NH3IPbI3-xClx perovskite material has been used to improve the efficiency by dopping DMSO and Zonyl into PEDOT:PSS. The results have been backed up with surface morphology and structural characterization.