Theses supervised by Osman Pakma
13 theses · Batman University
Batman’da kurulu çok kristalli silisyum PV modüllü sistemin 2014-2024 yılları arasındaki performans analizi
Batman ili merkezinde çok kristalli silisyum modüllerden oluşmuş 2,145 kWp güce sahip fotovoltaik sistemin (PV) 2014 ile 2024 yılları arasında aylık toplam üretilen güç miktarları karşılaştırılarak performans değerlendirilmesi amaçlanmıştır. 11 yıllık periyotta piranometre ve sıcaklık sensörü yardımıyla Batman ili için anlık yatay yüzeye gelen güneş ışınım ve ortam sıcaklık değerleri de ölçülmüştür. Ölçülen bu değerler ve sistemin teknik değerleri bilgisayar benzeşim paket yazılımı yardımıyla her yıl için üretim hesaplaması yapılmıştır. Hesaplanan bu değerler ile kurulu sistemin üretmiş olduğu toplam enerji üretim değerleri kıyaslanmıştır. Sonuç olarak çok kristalli silisyum modüllerden kurulu PV sistemimizin 2014 ile 2024 yılları arasındaki kayıplar da dikkate alınarak performans analizleri yorumlanmıştır.
Al katkılı ZrO2 oksit tabanlı MOS yapıların elektriksel karakterizasyonu
Bu tez çalışmasında oksit arayüzeyi katkısız ve %1, %5, %10 alüminyum (Al) katkılı Al/ZrO2/p-Si metal-oksit-yarıiletken (MOS) yapıların elektriksel özellikleri incelenmiştir. Oksit tabakası ZrO2 kimyasal banyo depolama tekniği kullanılarak p tipi silisyum üzerine büyütülmüştür. Öncelik büyütülmüş ZrO2 ince filmin yapısal analizi x-ışını kırınım difraktometresi (XRD) ile yapılmıştır. Daha sonra tüm Al/ZrO2/p-Si (MOS) yapıların akım-gerilim (I-V) ölçümleri oda sıcaklığında ve karanlık altında gerçekleştirilmiştir. I-V ölçümlerinden faydalanarak diyot elektriksel parametreleri tayin edilmiştir. Yine I-V ölçümlerinden Norde ve Cheung yöntemi kullanılarak yapıların seri direnç etkileri belirlenmiştir. Belirlenen parametreler literatürde karşılaştırılarak Al katkısının etkisi raporlanmıştır.
Selüloz nanokristal (CNC) arayüzeye sahip metal/yalıtkan/yarıiletken (MIS) yapılı aygıtların karakterizasyonu
Bu tez çalışmasında selüloz nanokristal (CNC) yalıtkan malzemesi metal/yarıiletken arayüzeyine uygulayarak Al/CNC/p-Si (MIS) yapısı elde edilmiştir. Öncelikle analiz çalışmaları için ayrılan nanoselülözün; dinamik ışık saçılımı spektrometresi (DLS), zeta potansiyeli, ultraviyole ve görünür ışık (UV-Vis) soğurma spektroskopisi, raman spektrometresi ve taramalı geçirimli elektron mikroskobu (STEM) analizleri yapılmıştır. Daha sonra elde edilen Al/CNC/p-Si (MIS) yapısının oda sıcaklığında ve karanlık altındaki elektriksel karakterizasyonları akım-gerilim (I-V) ve kapasite-gerilim (C-V) ölçümleri ile gerçekleştirilmiştir. I-V sonuçlarından idealite faktörü (n) değeri 1,72 ve sıfır beslem engel yüksekliği (B) değeri de 0,80 eV olarak hesaplanmıştır. Hesaplanan idealite faktörü değerinden büyük çıkması Al/p-Si arasındaki CNC ara yüzey filminin varlığı ve ara yüzey durum dağılımları, ayrıca da p-Si yarıiletken tabakasının nötral bölgesinin seri direncinin yüksek olması ideallikten sapmaya atfedilmiştir. Ayrıca yapının seri direnç (Rs) etkisi de dikkate alınmış; Norde ve Cheung yöntemiyle Rs değeri hesaplanmıştır. Son olarak Al/CNC/p-Si (MIS) yapımızın C-V ölçümlerinden; frekansa bağlı C-V ve iletkenlik-gerilim (G-V) değişimleri incelenmiştir. Tüm sonuçlar literatür ile karşılaştırılarak yorumlanmıştır. Sonuç olarak; selüloz nanokristal (CNC) yalıtkan malzemesi elektronik aygıt uygulamalarında kullanılabilecek yalıtkan malzemelere potansiyeldir.
Tellüroksit (TeO2) arayüzeye sahip MOS yapıların elektriksel özelliklerin incelenmesi
Bu tez çalışmasında tellüroksit (TeO2) malzemesi metal/yarıiletken arayüzeyine termal buharlaştırma metoduyla katkılanarak Al/TeO2/p-Si metal/oksit/yarıiletken (MOS) yapısı elde edilmiştir. Öncelikle TeO2/p-Si oksit tabakasının X-ışını kırınım (XRD) metoduyla kristal yönelimleri tayin edilmiştir. Elde edilen Al/TeO2/p-Si (MOS) yapısının oda sıcaklığında ve karanlık altındaki elektriksel karakterizasyonları akım-gerilim (I-V) ve kapasite-gerilim (C-V) ölçümleri ile gerçekleştirilmiştir. I-V sonuçlarından idealite faktörü (n) değeri 1,55 ve sıfır beslem engel yüksekliği (B) değeri de 0,76 eV olarak hesaplanmıştır. Yapımızın idealite faktörü değerinin 1’den büyük çıkması Al/p-Si arasındaki oksit arayüzey filminin varlığı ve arayüzey durum dağılımları, ayrıca da p-Si yarıiletken tabakasının nötral bölgesinin seri direncinin yüksek olması ideallikten sapmaya atfedilmiştir. Norde ve Cheung metoduyla da seri direnç (Rs) analizleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca Al/TeO2/p-Si (MOS) yapımızın frekansa bağlı C-V ve iletkenlik-gerilim (G-V) değişimleri incelenmiştir. Tüm sonuçlar literatür ile karşılaştırılarak yorumlanmıştır. Sonuç olarak; tellüroksit (TeO2) oksit malzemesi, aygıt teknolojisinde kullanılan silisyumoksit malzemesine alternatif malzemelere potansiyeldir.
Batman’ın iklim şartlarında amorf silisyum PV sisteminin performans değerlendirilmesi
Bu tez çalışmasında Batman ilinde kurulu ince film amorf silisyum modüllerinden oluşan 2,160 kWp güce sahip fotovoltaik sistemin (PV) 2014-2023 yılları arasında aylık toplam üretilen güç miktarları karşılaştırılarak performans değerlendirilmesi amaçlanmıştır. 2014-2023 yılları arasında Batman ili için anlık yatay yüzeye gelen güneş ışınım ve ortam sıcaklık değerleri de ölçülmüştür. Ölçülmüş olan ışınım ve sıcaklık değerleri, sistemin teknik değerleri de dikkate alınarak yazılım yardımıyla simüle edilmiştir. Simüle edilen çıktı değerleri PV sistemin ürettiği güç değerleri ile kıyaslanmıştır. Ayrıca üretilen güç değerleri 2014-2023 yılları arasında performans analizleri yapılarak yorumlanmıştır.
Kimyasal banyo depolama yöntemiyle hazırlanmış Zro2 ince filmlerin yapısal ve optiksel özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, literatürde yer alan çalışmaların aksine, ZrO2 ince filmlerin cam alt tabanlara daha ekonomik, daha kolay ve düşük sıcaklıklarda kaplanması amaçlanmıştır. Bu amaçla kimyasal banyo depolama tekniği temel alınarak, çeşitli yöntemler denenerek optimize yöntem belirlenmeye çalışılmıştır. Cam alt tabakalara kaplanan ZrO2 ince filmlerin yapısal ve optiksel analizleri; X-ışını kırınım (XRD), UV-VIS spektrometresi ve taramalı elektron mikroskop (SEM) yöntemleriyle gerçekleştirilmiştir. Yapılan analiz sonuçları literatürde çeşitli yöntemlerle elde edilmiş ZrO2 kaplama sonuçlarıyla karşılaştırılmış ve yorumlanmıştır.
Krom katkılı HfO2 ince filmlerin fiziksel özelliklerinin incelenmesi
Bu tez çalışmasında, cam tutucu yüzeylere katkısız ve % 1, % 5, % 10 krom (Cr) katkılı HfO2 ince filmler sol-jel daldırma yöntemiyle elde edilmiştir. Elde edilen filmler bir saat 500 C’de tavlamaya bırakılmıştır. Tüm ince filmlerin kalınlıkları foto spektrometre yardımıyla ölçülmüştür. Kalınlıkları tespit edilmiş ince filmlerin yapısal ve optiksel özellikleri X-ışını kırınım deseni (XRD) ve UV-VIS spektrometresi incelenmiştir. Tüm analiz ve sonuçlar literatürde çeşitli yöntemlerle elde edilmiş HfO2 ince film sonuçlarıyla karşılaştırılmış ve katkılama oranının etkisi yorumlanmıştır.
Ag katkılı metal/HfO2/c-Si yapılarının elektriksel özelliklerinin incelenmesi
Bu tez çalışmasında katkısız ve gümüş (Ag) katkılı HfO2 ince filmler p-Si yüzeylere sol-jel daldırma metoduyla kaplanmış; yüzey analizleri X-ışını kırınım desenleri (XRD) ile incelenmiş ve elektriksel karakterizayonları ise oda sıcaklığında akım-gerilim (I-V) ölçümleri alınarak yapılmıştır. Katkısız ve Ag katkılı Al/HfO2/p-Si (MIS) yapılarının oda sıcaklığındaki I-V analizlerinden idealite faktörleri (n), doyum akım yoğunlukları (I0) ve engel yükseklikleri (ϕB) tayin edilmiştir. İlgili parametre değişimleri yapılardaki seri direnç etkileri de dikkate alınarak incelenmiş olup, arayüzey durum yoğunlukları belirlenmiştir. Sonuç olarak katkılamanın yapılardaki elektriksel parametreler üzerindeki etkisi raporlanmış ve literatür ile karşılaştırması yapılmıştır.
MOS yapıların dielektrik uygulamaları için vanadyum oksit ince filmlerin incelenmesi
Bu çalışmada V3O7 ve V8O15 ince filmler sol-jel daldırma yöntemiyle cam ve p-Si yarıiletken yüzeyler üzerine kaplanmış; AFM ile yüzey yapısı araştırılmış, XRD ile filmlerin polikristal yönelmeleri ve kristal yapıları incelenmiştir. EDX ile filim muhtevası araştırılmış. UV-VIS ölçümleri ile optik özellikleri araştırılmıştır. Elde edilen filmlerden Al/VOx /p-Si/Al MOS yapılar oluşturularak akım-gerilim, kapasite-gerilim-frekans yöntemleriyle elektriksel ve fiziksel özellikler incelenmiştir. İnce filmleri elde etmek için %99 saflıkta V2O5 tozu, HCl, HNO3, H2O2 çözücülerinin farklı birleşimleri içinde çözünerek homojen çözeltiler elde edilmiş ve kaplanacak olan cam veya p-Si yüzey bu çözelti içerisine 600 m/s hızla daldırılmıştır. Bu şekilde kaplanan yüzey öncelikle 300 derece 5 dakika tavlama işlemine tabi tutulmuş 10. kattan sonra 400 ile 500 derece arasında değişen sıcaklıkta 1 saat tavlamaya tabi tutulmuştur. MOS yapılar elde etmek için p-Si üzerine elde edilen filmlerin bir tarafı buharlaştırma yöntemiyle Al kaplanmış, diğer tarafı yine buharlaştırma yöntemiyle delikli maske kullanılarak Al kaplanmıştır.
Silikon tabanlı pın diyotların elektriksel belirtkenlerinin incelenmesi
Bu tez çalışmasında silikon tabanlı BPW41N (PIN) fotodiyotunun elektriksel karakterizasyonu gerçekleştirilerek, elektriksel parametreler belirlenmiş ve bu parametreler aracılığı ile baskın olan akım iletim mekanizması hakkında bilgi edilmeye çalışılmıştır. 80-300K sıcaklıkları arasında akım-gerilim (I-V) ölçümlerinden PIN foto diyotumuzun uygulanan gerilim değeri ile seri direnç etkisine bağlı olarak sapma meydana geldiği görülmüştür. Baskın akım-iletim mekanizmasına göre elektriksel belirtkenler tayin edilmiştir. Ayrıca Norde ve Cheung metodundan yararlanarak aygıtımızın seri direnci belirlenmeye çalışılmıştır. Oda sıcaklığında Norde fonksiyonu ile seri direnç ve engel yüksekliği 147 Ω ve 0,881 eV ve Cheung metodu ile de seri direnç 2,77 ve 2,076 Ω, engel yüksekliği 2,083 Ω, ve 0,654 eV olarak hesaplanmıştır. Bu farklılıklar akım-iletim mekanizması ve yöntemlere bağlı olarak yorumlanmıştır.
Sol-jel yöntemiyle hazırlanmış Ag katkılı HfO2 ince filmlerin yapısal ve optiksel özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, sol-jel daldırma yöntemiyle cam yüzeylere katkısız ve Ag-katkılı HfO2 ince filmler elde edilmiştir. Daha sonra bu filmler 1 saat 500 C’de tavlamaya bırakılmıştır. Katkısız ve Agkatkılı HfO2 ince filmlerin yapısal ve optiksel özellikleri X-ışını kırınım deseni (XRD), UV-VIS spektrometresi ve taramalı elektron mikroskopu (SEM) ile karakterize edilmiştir. Yapılan analiz sonuçları literatürde çeşitli yöntemlerle elde edilmiş HfO2 kaplama sonuçlarıyla karşılaştırılmış ve yorumlanmıştır.
Metal/yarı iletken yapılar için benzeşim destekli yazılım ürün geliştirme
Günümüzde elektrik-elektronik teknolojisi ve sanayisinde fazlasıyla kullanılmakta olan metal/yarıiletken kontakların geniş bir uygulama alanı bulunmaktadır. Bu durum, beraberinde kontak yapılarımızı oldukça önemli kılmış, aynı zamanda bir araştırma alanın da konusu yapmıştır. Gerçekleştirmiş olduğumuz benzeşim ile metal/yarıiletken kontaklara ait deneysel sonuçlarla, benzeşim programımızdaki sonuçlar karşılaştırılarak sonuçların daha hızlı ve daha güvenilir elde edinilmesi amaç edinilmiştir. Bu tez çalışmasında Microsoft Visual Studio tarafından geliştirilmiş olan, C Sharp (C#) programlama dilinden faydalanılarak, metal/yarıiletken kontak yapılar için kullanışlı bir benzeşim uygulaması gerçekleştirilmiştir. Program vasıtasıyla, farklı iş fonksiyonlarına sahip metallerle, farklı tipteki yarıiletkenlerin oluşturduğu, metal/yarıiletken kontak diyot yapılarının akım-gerilim (I-V) eğrileri, deneysel verilerle karşılaştırılarak program optimize edilmiştir. Ayrıca programımızda metal/yarıiletken kontak yapıları için seri direnç etkisi de incelenmiştir. Hazırlanan bu benzeşim programımızın çalışması defalarca incelenmiş olup, yapılan hesaplamalar birçok kez tekrar edilmiştir. Yapılan bu testler sonucunda programımızın güvenirliği sağlanmıştır. Ayrıca program verimliliği de artırılmıştır.
Trimetilolpropane triakrilat (TMPTA) arayüze sahip metal-polimer-yarıiletken (MPS) aygıtların elektriksel karakterizasyonu
Bu çalışmada Trimetilolpropane Triakrilat (TMPTA) Polimer arayüze sahip Metal-Polimer-Yarıiletken (MPS) aygıtların oda sıcaklığında akım - gerilim (I-V) ve kapasite-gerilim (C-V) analizleri incelenmiştir. Al/TMPTA/p-Si (MPS) yapısının karanlık altındaki akım-gerilim (I-V) ölçümleri gerçekleştirilerek; doğrultma oranı (RR), idealite faktörü (n), engel yüksekliği (ϕB) ve seri direnç (Rs) gibi aygıt parametreleri belirlenmiştir. Ayrıca kapasite-gerilim (C-V) ve iletkenlik-gerilim (G-V) ölçümleri ile diğer elektriksel parametreler belirlenmiştir. Sonuçlar literatür ile karşılaştırılmış, TMPTA fotopolimer organik arayüzey tabakasının MPS aygıtlarının fabrikasyonu için iyi bir aday olduğu görülmüştür.