Si tabanlı Ru(II) kompleks yapısına Alq3 organik bileşiğinin elektriksel ve fotovoltaik özelliklerini arttırmadaki etkisi
The effect of the Alq3 organic compound on increasing the electrical and photovoltaic properties of the Si based Ru (II) complex structure
Yazar: MEHMET AKİF ŞAHİNKAYA
Danışman: PROF. DR. NEZİR YILDIRIM
Bingöl Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Fotodiyot = Photodiode ; Moleküler organik = Molecular organic ; Polimer kompleksler = Polymer complexes

Özet:
Kompleks yapıların diyot üzerinde karakterizasyonlarını anlayabilmek amacıyla Ru(II) ve Alq3 kompleks-organik molekülleri döndürerek kaplama/spin coating ve termal buharlaştırma teknikleri kullanılarak yarıiletken malzeme olan p-tipi-Si alttaş üzerine shottky diyot fabrikasyonu yapıldı. Kompleks moleküllerin diyot akım iletimine etkisi incelenirken bir adet referans olarak arayüzeysiz Al/p-Si/Al üç adet arayüzey madde miktarları değişen Al/Ru(II)+Alq3/p-Si/Al shottky diyot fabrikasyonu gerçekleştirildi. Arayüzey solisyonlarının optik özellikleri UV-Absorbasyon'da analiz edilerek bant aralığı 2.23 eV, 2.31 eV, 2.33 eV olarak hesaplanıldı. Spin coating cihazı ile p-Si parlak yüzeyine komplekslerimiz ince film şeklinde kaplandı. SEM ve AFM cihazları kullanılarak yüzey morfolojisi incelendi. Fotovoltaik performansını anlayabilmek için karanlık ve güneş simülatörü altında 30-100 mW/cm2 arasında farklı ışık şiddetleri altında açık devre voltajı Voc, kısa devre akımı Isc, doluluk faktörü FF, güneş enerji verimliliği gibi fotovoltaik parametreleri incelendi. Organik arayüzeye sahip fotodiyotların, arayüzeysiz referans diyota nazaran ışık şiddetinin artması ile ters beslem bölgesinde akımın nisbeten daha fazla arttığı gözlemlenildi. Karanlık ortamda alınan ölçümlerin TE teorisi ile referans ve organik madde miktarındaki artan oranlarla engel yüksekliği 0,78 eV/ 0,79 eV/ 0,76 eV/ 0,79 eV ve idealite faktörleri 1,82 / 4,73 / 3,65 / 4,29 olarak hesaplanıldı. Bir diğer diyot karakteristiği analiz yöntemi olarak sıcaklığa bağlı diyot parametreleri incelendi. 60-320 K aralığında sıcaklık değişiminde yapılan ölçümlerde yarı logaritmik akım-gerilim eğrileri TE, Norde ve Cheung fonksiyonları yardımıyla Io sızıntı akımı,  idealite,  bariyer yüksekliği ve Rs seri direnç diyot parametreleri hesaplanıldı. Frekansa bağlı diyot parametrelerini incelemek üzere 100-2000 kHz aralığında kapasite, iletkenlik, seri direnç diyot parametreleri incelendi.

Abstract:
In order to understand the characterization of complex structures on the diode, the shottky diode fabrication was performed on p-type-Si substones, semiconductor material, by using Ru (II) and Alq3 complex-organic molecules by using spin coating and thermal evaporation techniques. While the effect of complex molecules on diode current conduction was examined, Al / Ru (II) + Alq3 / p-Si / Al shottky diode fabrication was performed as a reference. The optical properties of the interfacial solutions were analyzed by UV-Absorption and the band gap was calculated as 2.23 eV, 2.31 eV, 2.33 eV. Our complexes were coated with thin coating on the p-Si wafer surface with spin coating device. Surface morphology was examined using SEM and AFM instruments. In order to understand photovoltaic performance, photovoltaic parameters such as open circuit voltage Voc, short circuit current Isc, fullness factor FF, solar energy efficiency , under dark and solar simulator under different light intensities between 30-100 mW/cm2 were examined. It was observed that the photodiodes with organic interface increased the current in the reverse feed region relatively with the increase in light intensity compared to the reference diode without interface. Barrier height 0.78 eV / 0.79 eV / 0.76 eV / 0.79 eV and ideality factors 1.82 / 4.73 / 3.65 / 4.29. Temperature-dependent diode parameters were analyzed as another diode characteristic analysis method. In the measurements carried out in the temperature range of 60-320 K, semi-logarithmic current-voltage curves were calculated by using TE, Norde and Cheung functions, I0 leakage current, n ideality, barrier height and Rs series resistance diode parameters. In order to examine frequency dependent diode parameters, capacitance, conductivity, series resistance diode parameters in 100-2000 kHz range were examined