Spin coated czts solar cells and analytical modelling

Fotoaktif bakır çinko kalay sülfür (Cu2ZnSnS4, CZTS) yarıiletkenler, düşük maliyetli, yüksek soğurma katsayısı (≥ 104 cm−1), uygun bant aralığı (~ 1.5 eV) ve doğaya zararlı olmaması nedeniyle son yıllarda geniş çapta incelenmiştir. Bu özelliklerinden dolayı, CZTS, bir güneş pili soğurucu katmanı olarak gelecek vaat eden bir yarı iletkendir. CZTS ince film tabanlı güneş pili cihazları, basit sol-jel teknikleriyle üretilebilir. Bu tezde, CZTS tabanlı bir güneş pili, sol-jel spin kaplama yöntemi ile üretilmiş ve diyot akımı modellenmiştir. Tezin ilk bölümünde spin kaplama ve sonraki ısıl işlem parametrelerinin filmler üzerindeki etkileri kompozisyon, tanecik boyutu, yüzey morfolojisi, kristallik ve film kalınlığı açısından incelenmiştir. Literatürdeki bir diğer eksiklik ise CZTS kristal faz oluşumunun ısıl işleme bağımlılığını inceleyen çalışmadır. Bu nedenle tavlama işleminin kristallik üzerindeki etkileri detaylı olarak incelenmiştir. Birinci bölümün sonunda, farklı tavlama sıcaklıklarının CZTS ince filmlerin doğrusal olmayan optik özelliklerine etkisi araştırılmıştır. Tezin ikinci bölümünde, CZTS tabanlı p-n diyot üretilmiş ve akım, bilgisayara ihtiyaç duymadan sadece deneysel veriler kullanılarak modellenmiştir. Diyot ideallik faktörü, doyma akımı ve seri-şönt direnç değişkenleri, gerçekçi diyot denklemi ile başarıyla elde edilmiştir.