Yarıiletken diyotlarda betavoltaik etkilerin incelenmesi

Artan küresel enerji talebi, sürdürülebilir ve uzun ömürlü enerji kaynaklarına olan ihtiyacı giderek daha kritik hale getirmiştir. Geleneksel enerji kaynaklarının sınırlı rezervleri ve çevresel etkileri, yenilikçi enerji teknolojilerinin geliştirilmesine olan ilgiyi artırmıştır. Bu bağlamda betavoltaik piller, radyoizotop kaynaklarından yayılan beta parçacıklarını enerjiye dönüştürerek düşük güçlü cihazlar için uzun süreli ve güvenilir bir enerji çözümü sunmaktadır. Yoğun boyutları, bakım gerektirmeyen yapıları ve zorlu çevre koşullarına dayanıklılıkları sayesinde betavoltaik piller, tıbbi uygulamalardan uzay teknolojilerine kadar geniş bir uygulama alanına sahiptir. Ancak, betavoltaik pillerin verimlilik değerleri teorik olarak öngörülen seviyelerin altında kalmaktadır. Bu düşük verimliliğin nedenlerini ortaya koymaya yönelik teorik ve deneysel çalışmalar yetersizdir. Bu eksiklikleri gidermek amacıyla gerçekleştirilen tez çalışmasında, betavoltaik pillerin verimliliğini artırmaya yönelik detaylı bir yaklaşım benimsenmiştir. Elektron-hol çifti oluşturma mekanizmalarını geliştirmek için GaAs (Galyum Arsenit) tabanlı betavoltaik piller üretilmiş ve bu piller Ni-63 ve H-3 radyoaktif kaynakları altında karakterize edilmiştir. Bu çalışmalar sonucunda, literatürde elde edilen verimlilik değerlerinin üzerine çıkılmıştır. Ek olarak, ayarlanabilir bant aralığı, radyasyona karşı dayanıklılığı ve düşük üretim maliyeti gibi avantajlarıyla dikkat çeken perovskit tabanlı betavoltaik cihazlar üretilmiş ve Ni-63 radyoaktif kaynağı altında performansları incelenmiştir. Literatürde bu alandaki çalışmaların sınırlı olması nedeniyle perovskit tabanlı betavoltaik piller üzerinde analizler gerçekleştirilmiştir. Ölçüm sonuçları, bant genişliğinin optimize edilmesiyle cihazların verimliliğinin daha da artırılabileceğini göstermektedir. Betavoltaik teknoloji, enerji dönüşümü ve depolama alanında yenilikçi bir çözüm sunarak geleceğin enerji ihtiyaçlarına yönelik önemli bir potansiyel taşımaktadır. Çevre dostu, uzun ömürlü ve fosil yakıtlara bağımlılığı azaltan bu teknoloji, sürdürülebilir enerji sistemlerinin geliştirilmesinde kritik bir rol oynayabilir.