Güneş hücreleri için CdS tampon tabakasının üretilmesi

Abstract

Artan enerji talebi ile insanoğlu yeni ve sürdürülebilir enerji teknolojilerine ihtiyaç duymuştur. Bu enerji ihtiyacını karşılayacak olan enerji teknolojilerinden en çok umut vaat eden güneş hücreleridir. İnce film güneş hücreleri yüksek verimleri ve çeşitli uygulama alanları ile özellikle son yıllarda yapılan çalışmalarda ilgi odağı haline gelmiştir.İnce film güneş hücrelerinden CIGS yüksek verimli olan bir güneş hücresidir. Çok katmanlı bir yapıya sahip olan CIGS ince film güneş hücresinin cihaz performansı ve verimi için her bir katman önemli olduğu gibi katmanlar arası yapı da ciddi bir önem taşımaktadır. Bu nedenle ince film güneş hücrelerini oluşturan her bir bileşen ve katmanlar arası yüzey özenle araştırılmalı ve geliştirilmelidir. Yapılan bu tez çalışmasında CIGS ince film güneş hücreleri için tampon tabakası CdS ince filmlerinin üretimi yapılmıştır. CdS tampon tabakası kimyasal banyo biriktirme yöntemi ile farklı kompozisyon, pH, sıcaklık ve birleştirici ajanlar kullanılarak üretilmiş, atmosfer ortamında tavlama işleminden sonra numuneler analizler için hazırlanmıştır.Üretilen numunelerden bazılarının yüzey kompozisyonları XPS ile analiz edilmiştir. Morfolojik özelliklerin analizleri AFM ve SEM yardımı ile yapılmıştır. İnce filmlerin kalınlıkları profilometre ile ölçülmüştür. Optik geçirgenlik ve bant aralıkları absorpsiyon eğrileri kullanılarak spektrometre ile hesaplanmıştır. Yapılan analizler sonucunda deneysel koşullarının ve banyo kompozisyonun CdS ince film tabakalarının özelliklerini nasıl etkilediği sunulmuştur.Mankind is in need of new and sustainable energy technologies due to increasing energy demand. Solar cells are one of the most promising candidates to answer this need. Thin film solar cells have high efficiency and various application alternatives, and hold center stage for scientific researches, particularly during the last years.CIGS is a high efficiency and multi layered thin film solar cell. Every layer has a vital importance and all the same every interface is important for the entire device performance and efficiency. For this reason, layers and interfaces must be investigated and developed carefully. In this thesis, CdS buffer layers for CIGS thin film solar cells were produced. Chemical bath deposited CdS thin films were produced as a function of time, pH, temperature, composition and complexing agent. Samples prepared for analyzes after annealing in air atmosphere.Surface chemical composition of some of the samples was analyzed via XPS. Morphological properties were investigated with AFM and SEM. Thickness of the samples was measured with linear profilometer and lastly the optical properties, transmission and energy band gap of the samples, examined with optic spectrometer via absorption curves. As a conclusion, the effects of experimental parameters and composition on the properties of CdS thin films were presented.