Güneş pillerinde mezogözenekli perovskitlerin yapı ve kompozisyonunun COMSOL simülasyonu perspektifinden incelenmesi

Bu tez çalışmasında mezogözenekli perovskitlerin güneş hücrelerinde emici katman olarak kullanımını COMSOL simülasyonları aracılığıyla kapsamlı bir şekilde araştırılmaktadır. Tezin temel amacı, güneş hücrelerinde emici tabakanın verimliliğini optimize etmek, en uygun malzemeleri belirlemek, çeşitli yapı kombinasyonlarını incelemek ve perovskit güneş hücrelerinin (PSC'ler) performansını ve optik-elektriksel özelliklerini tahmin etmektir. Bu bağlamda, çalışmanın başlangıcında, verimliliği artırmak, kararlılığı sağlamak ve kurşun toksisitesini azaltmak amacıyla, site A'da organik ve inorganik katyonların, site B'de inorganik katyonların ve site X'te halojenürlerin karışımından oluşan hibrit perovskit yapıların (ABX3) sentezlenmesi, modifikasyonu ve optimizasyonu üzerinde durulacaktır. Tezde, yüksek performans ve kararlılık gösteren malzemelerin seçimi, çalışmanın en önemli hedeflerinden biri olarak öne çıkmaktadır. Bu amaç doğrultusunda, perovskit filminin kristal yapısı, atomik pozisyonları, site doluluğu gibi unsurlar detaylı bir şekilde analiz edilecektir. Kristal yapı özellikleri, morfoloji ve yüzey özellikleri ile bu özelliklerin optik ve elektriksel davranışları arasındaki ilişkilerin incelenmesi, optimum perovskit tasarımını oluşturmak açısından kritik öneme sahiptir. Bu ilişkilerin sistematik bir şekilde anlaşılması, PSC'lerin tasarımında en ideal malzemelerin ve yapı kombinasyonlarının belirlenmesine olanak tanıyacaktır. Buna ek olarak, tez çalışması, çevresel sorunlara ve özellikle kurşun toksisitesine alternatif olarak kullanılabilecek katyon ve halojenürlerin kapsamlı bir incelemesini de içermektedir. Çalışma, çevresel etkileri azaltırken cihaz performansını koruma veya artırma potansiyeline sahip alternatif malzemelerin kullanımını değerlendirecektir. Özellikle kurşun içermeyen alternatiflerin, çevre dostu güneş hücreleri geliştirme sürecine katkıda bulunma potansiyeli bu çalışmanın önemli bir parçasını oluşturmaktadır. Çalışmanın nihai hedefi, bu faktörler arasındaki sistematik ilişkileri ortaya koyarak, perovskit güneş hücreleri için en uygun tasarımı elde etmektir. Bu kapsamlı araştırma, detaylı simülasyon ve analizlerle PSC'lerin performansını optimize etmeyi, daha verimli, kararlı ve çevre dostu güneş hücrelerinin geliştirilmesine katkıda bulunmayı amaçlamaktadır. Ayrıca, çevresel sorunların ve kurşun toksisitesinin azaltılması amacıyla farklı katyon ve halojenürlerin kullanımı da kapsamlı bir şekilde incelenecektir. Bu alternatif malzemelerin, çevresel etkileri minimize edilerek cihazın performansını koruma veya iyileştirme potansiyeli tez kapsamında değerlendirilecektir. Gerçekleştirilen bu çalışma ile PSC teknolojisinin gelişimine ve yaygınlaşmasına önemli bir katkı sağlanması hedeflenmektedir. Böylece, sürdürülebilir enerji çözümleri arayışında perovskit güneş hücrelerinin gelecekteki potansiyelini daha da artırmak için değerli bilgiler sunacak ve bu alandaki önemli boşlukları dolduracaktır.