ZnO:Cu ve ZnO:Mn tabanlı boya duyarlı güneş pillerinin fabrikasyonu ve karakterizasyonu

Bu çalışmada, nanoyapılı çinko oksit (ZnO) tozları hidrotermal sentez yöntemiyle elde edilmiştir. Elde edilen nanoyapılı ZnO tozu, bakır (Cu) ve mangan (Mn) elementleriyle %0,1, %0,5, %1, %3 ve %8 oranlarında katkılanmıştır. Katkılama işleminin katkısız ZnO nanoyapısı üzerindeki morfolojik, yapısal ve optik özelliklere etkisi Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), X-Işını Difraktometresi (XRD), X-Işını Fotoelektron Spektrometresi (XPS) ve UV-VIS Spektrofotometresi ile incelenmiştir. Katkısız ve katkılı nanoyapılı ZnO tozları, pasta haline getirilerek sıyırma tekniği (doctor blade) ile flor katkılı kalay oksit (FTO) kaplanmış cam yüzeyler üzerine kaplanmıştır. Üretilen filmler 450 °C sıcaklıkta kademeli olarak tavlanmış, sonrasında rutenyum 535-bis TBA boya çözeltisi içerisine daldırılarak üzerlerine boya emdirilmesi sağlanmıştır. Daldırma süresinin etkisini incelemek adına filmler farklı süreler boyunca daldırılma işlemine maruz bırakılmıştır. Süre, verimin doyuma ulaştığı an ile sınırlandırılmıştır. Üzerlerine boya emdirilen ZnO filmleri XRD, SEM ve UV-VIS spektrofotometresi cihazlarıyla karakterize edilmiştir. Üzerine boya emdirilen filmler, sandviç tipi DSSC oluşumunu sağlamak için platin kaplı karşıt elektrot ile birleştirilmiş ve içerisine elektrolit olarak iyodür çözeltisi eklenmiştir. ZnO bazlı boya duyarlı güneş pillerinin (DSSC), solar simülatör altında akım yoğunluğu-voltaj (J-V) grafikleri elde edilmiştir. Bu grafiklerden; güneş pili verimi (η), kısa devre akım yoğunluğu (Jsc), açık devre gerilimi (Voc), dolum faktörü (FF) değerleri elde edilerek pil performansları değerlendirilmiştir.