Güneş pillerinde kullanılan ZnO, CdS, CdSe VE PbS ince filmlerin kimyasal banyo biriktirme yöntemi ile üretilmesi ve karakterisazyonu

Modern dünyanın en temel ihtiyacı enerjidir. Ekonomik, siyasi ve coğrafi faktörler, enerji arzının güvenliği ve sürekliliğini tarih boyunca etkilemiş ve etkilemeye devam etmektedir. Bu durum fosil yakıtlara alternatif olabilecek teknolojilere olan ilgiyi artırmıştır. Güneş enerjisi, alternatif enerji kaynakları arasında sürdürülebilir ve çevre dostu bir seçenek olarak öne çıkar. Uygulanabilirliği, bağımsızlığı ve uzun ömürlü olması gibi üstün özelliklere sahiptir. Bu çalışmada, güneş pillerinin yanı sıra çeşitli optoelektronik cihazlar, lazer diyotlar, piezoelektrik dönüştürücüler, gaz ve nem sensör uygulamaları gibi geniş kullanım alanına sahip yarıiletken ince filmler Kimyasal Banyo Biriktirme (KBB) yöntemi ile üretildi. II-VI grubu yarıiletkenlerden çinko oksit (ZnO), kadmiyum sülfür (CdS) ve kadmiyum selenyum (CdSe), IV-VI grubu yarıiletkenlerden ise kurşun sülfür (PbS) araştırılmıştır. ZnO ince filmlerin üretimi sırasında inhibitör olarak sodyum tiyosülfat (Na2S2O3), CdS ince filmlerin üretimi sırasında ise sodyum sülfit (Na2SO3) kullanılmıştır. PbS ince filmler üretilirken çözelti sıcaklıkları 20°C'den 0°C'ye düşürülmüştür. CdSe ince filmleri kimyasal banyo biriktirme yöntemi ile üretilirken kadmiyum klorür (CdCl2), Etilen diamin tetra asetik asit (EDTA), amonyak (NH3), selenourea (CSe(NH2)2) ve Na2SO3 ilk kez bir arada kullanılmıştır. Üretilen filmlerin optik, yapısal ve morfolojik özellikleri sırası ile UV-vis, FTIR, XRD ve SEM analizleri yapılarak incelenmiştir. ZnO ince filmleri üretilirken inhibitör olarak Na2S2O3 kullanılmasının, üretilen ince filmlerin geçirgenlik değerlerinde ve enerji bant aralıklarında önemli bir artışa neden olduğu, kristal yapıdaki safsızlıkları giderdiği ve kullanılan inhibitör miktarı arttıkça film yüzeylerindeki nano çiçeklerin azaldığı sonucuna varılmıştır. CdS ince filmleri üretilirken, Na2SO3'in inhibitör olarak kullanılması filmlerin kristal yapısının kübik fazdan altıgen faza kaymasına, filmlerin enerji bant aralılarının 2.35 eV'den 2.49 eV'ye yükselmesine ve altıgen yapıda elde edilen filmlerin yüzey pürüzlülük değerlerinde azalmaya neden olmuştur. CdSe ince filmlerin üretiminde kullanılan yöntem, altıgen yapıya sahip CdSe ince filmlerin oda sıcaklığında ve tavlamaya ihtiyaç duymadan üretilebileceğini göstermiş, cam tabanlara iyi yapışan deliksiz ve çatlaksız ince filmler oldukça kısa biriktirme sürelerinde üretilmiştir. Ayrıca optik ölçümlerden elde edilen veriler kullanılan Na2SO3 miktarının optimize edilmesiyle filmlerin soğurma ve geçirgenlik değerlerinin kontrol edilebileceği sonucuna ulaşmamıza neden olmuştur. PbS ince filmler üretilirken çözelti sıcaklığının düşürülmesi kristalit boyutlarının azalmasına, yüzey pürüzlülüğünün artmasına neden olmuştur. XRD sonuçları 10 ve 15 ℃'de elde edilen filmlerin pik şiddetlerinin diğer filmlere göre daha yüksek olduğunu, SEM görüntüleri ise 10 ℃'de üretilen film yüzeyinde delik ve çatlaklar olmadığını göstermiştir.