Aluminyum ve cam tabanlar üzerine CIGS(CU-IN-GA-SE) güneş hücresi absorbans tabakasının (P tabakası) solvotermal ve elektro kaplama yöntemleriyle sentezlenmesi

Abstract

Fotovoltaik birçok yenilenebiir enerji kaynağı arasında oldukça umut verici olandır. Güneş hücreleri ekonomik açıdan karlıdır. Son on yıldır Arge merkezleri maliyeti düşürmek için yeni proses ve teknolojiler geliştirmeye odaklanmıştır. Esnek Cu(InGa)Se2 (CIGS) güneş hücreleri, düşük maliyet, yüksek verim dönüşümü ve birçok uygulama imkanı cazip gelmektedir. Tez çalışmasında güneş pilinin en kompleks ve önemli parçasının aluminyum gibi esnek altlık üzerine CIGS/CIS nano tozları veya tabakasını, basit ve vakumsuz yöntemler olan solvotermal ve elektro depolama yöntemleri kullanılmıştır. Özellikle solvotermal metod CIGS/CIS nano tozunu sentezlemek için tercih edilmiştir. Bu metod, düşük maliyetli, kolar, tek adımda ve üretim boyutu büyütülebilmektedir. Elektro depolama yöntemi ise, CIGS/CIS tabakası oluşturmak için kullanılmaktadır. Çalışmamda CIGS/CIS sentezlemekte kullandığım asıl metod solvotermal metoddur. 8 farklı kopleksleştirici solvent kullanılarak tek adımda saf CIGS/CIS nano tozu sentezlemek için kullanılmıştır. Kompleksleştirici solventler, EDTA(etilen daimin tetraklorik asit), CA(sitrik asit), DO(Dodesil sodyum Sülfat), EDA(etilen daimin), TEA(trietanol amin), PEA(Polieteramin), OLE(Oleik asit), OLA(Oleyamin). En iyi sonuçlar TEA ve OLA'dan elde edilmiştir. TEA ve OLA arasında en iyi sonuç TEA'dır. Çünkü TEA düşük maliyetli bir solventtir ve reaksiyon sırasında çok düşük miktarda kullanılmaktadır. Sonuç olarak, bu tezde düşük maliyette, basit, tek adımlı solvotermal metod ile ticarileşebilecek bir ürün sentezlenmiştir.

Photovoltaic is a very promising field amount various renewable energies. Solar cells are economically profitable. Last decade R&D centers are focusing on finding processes and tecnologies to reduce the costs. Flexible Cu(InGa)Se2 (CIGS) solar cells are therefore very attractive because of their high conversion efficiencies, their low cost potential and many application possibilities. The focus of this thesis was synthesizing the p-absobans layer of solar cell which is the most complex and important part on a flexible substrate like aluminum with CIGS/CIS nano powder or layer with simple non-vacuum methods which are solvothermal and electro deposition. Especially solvothermal method is prefferred for synthesizing CIGS/CIS nano powder. This method is low-cost, easy, one step and can be scaled up. Electro deposition method can be used to synthesizing CIGS/CIS layer. In this study, the main method for CIGS/CIS synthesizing is solvothermal method. 8 different complexing solvent was used to synthesize pure CIGS/CIS nano powder at one step reaction. The complexing solvents were, EDTA(etilen diamine tetracloric acid), CA(citric acid), DO(Dodecil sodium Sulfate), EDA(ethilen daimine), TEA(triethanol amine), PEA(Polyetheramine), OLE(Oleic acid), OLA(Oleyamine). The best results were obtained from TEA and OLA. Between this two complexing solvents, TEA was better than OLA. Because TEA is low-cost solvent and very small amount was used at reaction. As a result, at this thesis, merchantable product was synthesized with low-cost, simple and one step solvothermal method.