Heteroeklem Yapıların Elektriksel ve Optik Özelliklerinin İncelenmesi (Proje No: FEN-A-130711-0258)


Dumludağ F. (Yürütücü)

Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, 2011 - 2013

  • Proje Türü: Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje
  • Başlama Tarihi: Temmuz 2011
  • Bitiş Tarihi: Temmuz 2013

Proje Özeti

Enerjiye olan büyük ihtiyaç, gelecek yüzyılın ve halen içinde bulunduğumuz yüzyılın en önemli araştırma konularının başında gelmektedir. Çevreyi kirletmeyen, toksik etkileri az olan veya hiç olmayan yenilenebilir enerji kaynakları fosil enerji kaynaklarına ciddi bir alternatif olarak yoğun bir şekilde araştırılmaktadır. Bu bağlamda fotovoltaik hücreler, yoğun çalışılan konuların başında gelmektedir. Ayrıca, fotovoltaik hücreler kullanarak enerji üretmek, maliyeti düşük olan bir yoldur. Bu çerçevede, fotovoltaik hücreler, güneş enerjisini elektriksel enerjiye çeviren aygıtlar olarak tanımlanmaktadır. Katmanlı, organik veya organik-inorganik tabakalardan oluşan heteroeklem yapıların optik uyarımlara karşı verdiği elektriksel tepki, ışığa maruz bırakılan yapıdan geçen elektrik akımının değişimi olarak karşımıza çıkmaktadır. Organik-inorganik heteroeklem yapılar p-tip yarıiletken polymer ve n-tip inorganik yarıiletkenden oluşurlar. Bu yapılar, inorganik yarıiletkenin yüksek elektron mobilitesi özelliği ile organik bileşenin mekanik esneklik özelliğini birleştirirler.

Bu projede, katmanlı, organik veya organik-inorganik tabakalardan oluşan heteroeklem yapıların optik uyarımlara karşı verdiği elektriksel tepki incelenecektir. Bunun için,

·         Farklı metal-oksit nano yapıların (TiO2, ZnO, V2O5, Ta2O5) farklı elementlerle (Co, Zn, Cd, v.b.) katkılanmasının ve

·         Heteroeklem tabaka kalınlıklarının ve kaplama yöntemlerinin

olmak üzere iki ayrı noktanın, optik uyarımlara karşı heteroeklem yapıların elektriksel karakteristiklerine etkisinin araştırılması amaçlanmıştır.

Bu tip aygıtlarda, indiyum kalay oksit (ITO) saydam anot, altın gibi düşük iş fonksiyonuna sahip metal elektrot ise katot olarak kullanılır. Heteroeklemin yapımında ilk önce, ITO kaplı cam, ultrasonik temizleyicide uygun kimyasallar ve en son di-su ile yıkanarak üzerine sol-gel yöntemiyle daldırma veya spin kaplama yöntemiyle metal-oksit tabaka (TiO2, ZnO v.b.) kaplanacaktır. Metal-oksit film (TiO2, ZnO v.b.) yapımında gerek daha az kimyasal gereksinimi gerekse yapımının diğer tekniklere göre daha kolay oluşu sebebiyle sol-gel yöntemi kullanılacaktır. İnorganik tabaka üzerine kaplanacak olan organik tabaka, daldırma, spin kaplama veya termal buharlaştırma yöntemleri kullanılarak kaplanacak, en son metal elektrot ise, termal kaplama sistemi kullanılarak kaplanacaktır.

Farklı kaplama yöntemi ve tabaka kalınlıklarına göre gruplandırılmış, katkısız, katkılı, metal-oksit inorganik tabakalı heteroeklem fotovoltaik hücreler yapıldıktan sonra optik uyarımlara karşı elektriksel davranışındaki değişiklikler incelenecektir.