Fotovoltaik uygulamalar için üretilen dörtlü yarıiletken filmlerin optik ve yapısal özellikleri

Dünyada enerjiye olan ihtiyaç her geçen gün artmaktadır. Bu ihtiyacın giderilmesinde kullanılan fosil yakıtlar bir yandan tükenirken diğer yandan çevresel felaketlere neden olmaktadır. Bu açıdan yenilenebilir enerjiler içerisinde güneş enerjisi, ihtiyaçların sağlanmasında en önemli aday kaynaktır. Son yıllarda bu konuda oldukça önemli ve heyecan verici çalışmalar yapılmaktadır. Doğada da kayaç halinde bulunan Cu2ZnSnS4 (CZTS), kesterit, ticari olarak gittikçe yaygınlaşmaya başlayan Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) ince film güneş pillerine en olası alternatif olarak öne çıkmaktadır. Ġçerdiği malzemelerin ucuzluğu ve teorik olarak Shockley-Queisser limitinde en uygun bant aralığı olan 1.5 eV luk optik bant aralığı değerine sahip olması ve büyük soğurma katsayısıyla (104 cm-1) CZTS, ince film güneş pili için çok uygun bir soğurucu katman malzemesidir. Cu2CdSnS4 (CCTS) ise 1.37 eV bant aralıklı, 104 cm-1 soğurma katsayısına sahip yapısı CTZS'ye benzeyen bir yarıiletkendir. Bu çalışmada güneş pili üretiminde kendine yer bulmaya başlayan ucuz ve bol bulunan malzemelerden Cu2CdSnS4 (CCTS) ve Cu2ZnSnS4 (CZTS) dörtlü yarıiletken filmler, ultrasonik sprey piroliz yöntemleriyle cam altlıklar üzerine üretilmiştir. Ġnce filmlerin yapısal özellikleri X ışını kırınımı (XRD), molekül yapısı Raman Spektroskopisi, yüzey morfolojisi taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile belirlenmiştir. Güneş pili uygulamasında soğurucu katman olarak kullanılacak filmlerin ışık geçirgenliği ve soğurma özellikleri UV-VIS-NIR cihazı ile belirlendikten sonra optik bant aralıkları tespit edilmiştir. Önemli güneş pili parametrelerinden olan taşıyıcı yük yoğunluğu, iletkenlik tipi ve özdirenç Hall Etkisi ölçüm sistemiyle ölçülerek güneş pili üretimi için en uygun parametreleri taşıyan filmlerden güneş pili üretilmiştir.