Enerji üretim uygulamaları için metal oksit yarı iletkenlerin imalatı ve karekterizasyonu

Günümüz ve yakın geleceğin en önemli gereksinimlerinden biri temiz ve çevre dostu enerjidir. Fosil yakıtlardan kaynaklanan sera gazları nedeniyle doğal yaşam, küresel ısınma ve iklim değişikliği tehdidiyle karşı karşıya kalmaktadır. Bu nedenle, güneş pilleri gibi temiz enerji üretim sistemleri, daha temiz ve düşük maliyetli enerji elde etmek için iyi bir alternatif olabilir. Boya duyarlı güneş pilleri (DSSCs); malzeme seçiminde çeşitlilik, düşük maliyet ve kimyasal kararlılık açısından sağladığı çok sayıda avantaj sayesinde enerji sektörü ve araştırmacılar tarafından büyük ilgi görmektedir. Bir güneş pilinin verimliliği, yarı-iletken oksit tabakası değiştirilerek veya bu sandviç sistemin arasına ekstra bir metal oksit tabakası eklenerek iyileştirilebilir. Bu yöntemlere ek olarak, bir güneş pilinin performansını artırıcı yöntemler arasında, titanyum oksit tabakasına saf bir malzeme ile katkı yapılması veya güneş pilinin farklı şekilde tasarlanması dâhil edilebilir. Bu tezde öncelikle, güneş pilleri hakkında kısaca bilgiler verilmiş olup pillerin çalışma prensibi anlatılmıştır. Daha sonra, farklı yaklaşımların boyaya duyarlı güneş pillerinin performansına etkilerini incelemek amacıyla yapılan ve üç farklı bölüm altında toplanan çalışmalar verilmiştir. Altıncı bölümde, döner kaplama cihazının ivmesinin bir güneş pilinin ışık soğurma parametresine etkisi araştırılmış olup cihazın, ideal dönme ivmesiyle çalıştırılması durumunda numunelerin opto-elektriksel özeliklerinin geliştirilebileceği anlaşılmıştır. Yedinci bölümde ise galyum nitrat katmanının blok tabakası olarak kullanılmasının etkisi araştırılmış olup galyum nitrat tabakasının kullanılması sonucunda numunelerin elektron rekombinasyonlarının azaldığı görülmüştür. Son olarak, sekizinci bölümde; çok duvarlı karbon nano-tüplerin (MWCNTs), titanyum oksit katmanına katılmasının bir güneş pilinin yük transfer kinetiğine etkisi araştırılmış olup bu parçacıkların eser miktarda eklenmesiyle, numunelerin yük transfer direncinin azalması nedeniyle elektron difüzyon uzunluğu ve yük toplama veriminin arttığı tespit edilmiştir.