Nb katkılı TiO2 ince filmlerin üretilmesi ve boya duyarlı güneş hücrelerine uygulanması

Bu tez çalışmasında yenilenebilir enerji kaynaklarından güneş enerjisinin doğrudan elektrik enerjisine dönüştürülmesinde kullanılan boya duyarlı güneş hücresi, yapısına engelleyici katman eklenerek elde edilmiştir. Engelleyici katman olarak katkısız ve Niyobyum (Nb) katkılı TiO2 ince filmler, FTO kaplı cam taban üzerine daldırarak kaplama yöntemi ile elde edilmiştir. Katkılama, %1, %3, %5 ve %7 hacim oranlarında yapılmıştır. Elde edilen engelleyici katmanların yapısal, optik ve yüzey özellikleri incelenmiştir. Mezogözenekli metal oksit olarak TiO2 film FTO taban üzerinde doktor blade yöntemi ile elde edilmiştir. Mezogözenekli TiO2 (m-TiO2) filmin yapısal, optik ve yüzey özellikleri incelenmiştir. FTO/m-TiO2 film yapısı hazırlanan N719 boya çözeltisine daldırılarak farklı sürelerde en yüksek soğurma gösteren çalışma yapı belirlenmiştir. Belirlenen boyaya daldırma süresi, FTO/Engelleyici katman/m-TiO2 yapısına uygulanmış ve fotoelektrotlar elde edilmiştir. Bu şekilde elde edilen fotoelektrotlarının optik özellikleri incelenmiştir. Karşıt elektrot olarak Pt film, doktor blade yöntemi ile FTO kaplı cam taban üzerinde elde edilmiş, yapısal ve optik özellikleri belirlenmiştir. Fotoelektrot ve karşıt elektrot kapalı hücre yöntemi ile birleştirilerek Nb katkılı boya duyarlı güneş hücresi elde edilmiştir. Boya duyarlı güneş hücresinin AM 1.5 aydınlatma altında I-V ölçümü incelenmiştir. I-V ölçümlerinde, kullanılan engelleyici katmana göre verim değerlerinin değiştiği belirlenmiştir. En yüksek verim %4,68 ile %3 Nb katkılı TiO2 engelleyici katman film kullanılan boya duyarlı güneş hücresinden elde edilmiştir. Yüksek verim, %3 Nb katkılı TiO2 filmin yüksek optik geçirgenliğe ve yüksek yüzey pürüzlülüğüne sahip olması ile ilişkilendirilmiştir.