Güneş takip sistemleri için hibrit fotodiyot üretilmesi ve fotovoltaik karakteristiklerinin incelenmesi

Günümüzde enerji ihtiyacı çoğunlukla fosil yakıtlardan sağlanmaktadır. Fosil yakıt kullanımı ile ortaya çıkan doğaya zararlı emisyonlar, insan sağlığını ve çevre yaşamını tehdit etmeye devam etmektedir. Bu yüzden enerji tasarrufu ve yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının hızla hayata geçirilmesi gerekmektedir. Güneş enerjisi temiz ve sürdürülebilir yenilenebilir enerji kaynağıdır. Bir fotovoltaik (PV) panel kullanarak, güneş enerjisi elektrik enerjisine dönüştürülür. Bir fotovoltaik panelinden elektrik üretim hızı, güneş ışıması, güneş pili malzemeleri, güneş pili yüzey sıcaklığı vb. gibi bazı faktörlere bağlıdır. Güneş paneli daha fazla güneş ışığı aldığında, daha fazla güç üretir. Sabit durumdaki bir güneş paneli, güneş ışığı saatinde maksimum güneş ışığını yakalayamaz çünkü güneşin gökyüzündeki konumu gün boyu değişir. Bu sebepten maksimum güneş ışığını yakalayarak panallerin verimliliğini arttırmak amacıyla güneş takip sistemleri geliştirilmiştir. Bu sistemler, güneşin hareketini izleyerek panellerin sürekli olarak güneşe dönük kalmasını sağlar, böylece enerji üretimi maksimize edilir. Fotodiyotlar, güneş takip sistemlerinde güneşin konumunu tespit etmek için kullanılır. Bu yarı iletken cihazlar, üzerine düşen güneş ışığını elektrik sinyaline dönüştürür ve bu sinyal, güneşin gökyüzündeki konumuna göre değişir. Güneş takip sisteminde, fotodiyotlardan gelen bu sinyaller, kontrol ünitesine iletilir ve sistemin panelleri güneşe doğru hareket ettirmesi sağlanır. Bu sayede paneller, gün boyunca güneş ışığını en verimli şekilde alarak enerji üretimini maksimize eder. Bu çalışma, güneş takip sistemlerinde kullanılabilecek yeni bir hibrit fotodiyot üretmek ve bu fotodiyotun karakteristik özelliklerini incelemek amacıyla yapılmıştır. Bu amaçla, ağırlıkça % 5, % 10, % 20 bakır fitalosiyanin (CuPc) katkılı çinko oksit (ZnO) arayüzeyine sahip Al/p-Si Schottky bariyer diyotları (SBD'ler), spin kaplama tekniği kullanılarak üretilmiştir. Bu çalışma, geniş bir voltaj aralığı (±5V) ve aydınlatma altında (10 ile 100 mW/cm2) CuPc'nin farklı katkı oranlarıyla yapılandırılan diyotlar arasındaki akım-voltaj (I-V) özelliklerinin karşılaştırmalı karakterizasyonunu içermektedir. Bu ölçümler çeşitli aydınlatma seviyeleri (10 ile 100 mW/cm2 arasında) ve karanlık koşullarda, idealite faktörü (n), bariyer yüksekliği (B), seri direnç (Rs), şönt direnç (Rsh), değişken yoğunluğu (Nss) gibi çeşitli kritik elektriksel değişkenlerin hesaplanmasına ve bunların çeşitli koşullardaki tepkilerini görmemize olanak sağlamıştır. Diyotların yaklaşık 104 mertebesinde iyi bir doğrultma oranına (RR) sahip olduğu görülmüştür. Elde edilen sonuçlar, yapıların doğrultucu özelliklerinin CuPc katkısı ile kontrol edilebileceğini göstermiştir. Elde edilen değerler bu SBD'lerin hassas fotodiyotlar/sensörler/dedektörler kullanım alanları bulabileceğini göstermektedir.