EN
TR
Aynı Anda Buharlaştırma Yöntemiyle Üretilen CIGS İnce Filmlerin Yapısal Özelliklerinin İncelenmesi ve Kutup Figürlerinin Belirlenmesi
Abstract
Bu çalışmada dörtlü element kompozisyonundan oluşan ve elektro-optik uygulamalarda sıkça kullanılan CIGS ince filmler, aynı anda termal buharlaştırma yöntemiyle üretilmiş, yapısal ve elektriksel özellikleri incelenmiştir. SEM ve AFM sistemleri ile yüzey ve kalınlık analizleri, XRD sistemi ile detaylı yapı ve doku analizleri gerçekleştirilmiştir. SEM ve AFM görüntüleri incelenerek histogram eğrileri ve bunlara bağlı Gaussian teğetleri elde edilmiştir. SEM görüntülerinde film yüzeyinde farklı boyutlarda kümelenmelerin olduğu görülmüş ve histogram grafiği incelenerek bu kümelenmelerin homojen şekilde dağıldığı belirlenmiştir. AFM görüntülerinden ortalama yüzey pürüzlülüğünün 4,94 nm olduğu görülmüştür. AFM görüntülerinden elde edilen histogram grafikleri incelendiğinde de pürüzlülüğe sebep olan yapılanmaların yüzeyde homojen dağıldıkları tespit edilmiştir. Üretilen filmlerin 20˚- 60˚ 2θ aralığında XRD ölçümleri alınmış, filmlerin tetragonal Cu(In0.5Ga0.5)Se2 yapısında ve (112), (204/220) ve (312/116) yönelimlerine sahip olduğu belirlenmiştir. Doku analizleri sonucunda elde edilen kutup figürleri çıkarılmış ve deneysel kutup figürleri ile tekrar hesaplanan teorik kutup figürleri karşılaştırılmıştır. Çalışmanın sonucunda deneysel kutup figürleri ile tekrar hesaplanan teorik kutup figürleri arasındaki benzerlik oranlarının, XRD ölçümlerindeki pik şiddetleri ile orantılı olarak değiştiği tespit edilmiştir. Üretilen CIGS filmine ait kristal yönelimlerinin şiddeti ve film düzlemi boyunca dağılımlarının homojenliği kutup figürlerinin analizi ile çalışılmıştır. Literatürde yüksek verimler elde edilmiş çalışmalardaki kristal yapılar ile kıyaslanarak verimli güneş gözelerini üretmede kullanılabilirliği tespit edilmeye çalışılmıştır. Filmlerin Hall etkisi ölçümleri oda sıcaklığında, 1,1 Tesla manyetik alan altında ve 3 µA akım seviyesinde alınmıştır. Üretilen CIGS ince filmin p tipinde olduğu görülmüş ve sırasıyla öz direnci ve taşıyıcı yoğunluğunun 3,33×102 Ω.cm ve 1,36×1011 cm-3 olduğu hesaplanmıştır.
Keywords
Thanks
Makalenin yazarlarından Celal Alp YAVRU’ ya 100/2000 Doktora Programı kapsamında destek veren Yükseköğretim Kurulu (YÖK)’ na teşekkür ederiz.
References
- [1] S. H. Kang, Y. K. Kim, D. S. Choi, and Y. E. Sung, “Characterization of electrodeposited CuInSe2 (CIS) film,” Electrochimica Acta, vol. 51, no. 21, pp. 4433–4438, 2006.
- [2] M. Al-Hattab, L. Moudou, M. Khenfouch, O. Bajjou, Y. Chrafih, and K. Rahmani, “Numerical simulation of a new heterostructure CIGS/GaSe solar cell system using SCAPS-1D software,” Solar Energy, vol. 227, Elsevier Ltd, pp. 13–22, 2021.
- [3] H. H. Sheu, Y. T. Hsu, S.Y. Jian, and S.C. Liang, “The effect of Cu concentration in the photovoltaic efficiency of CIGS solar cells prepared by co-evaporation technique,” Vacuum, vol. 131, pp. 278–284, 2016.
- [4] W. Liu, H. Li, B. Qiao, S. Zhao, Z. Xu, and D. Song, “Highly efficient CIGS solar cells based on a new CIGS bandgap gradient design characterized by numerical simulation,” Solar Energy, vol. 233, pp. 337–344, 2022.
- [5] M. P. Suryawanshi, G. L. Agawane, S. M. Bhosale, S. W. Shin, P. S. Patil, J. H. Kim, and A. V. Moholkar, “CZTS based thin film solar cells: a status review,” Materials Technology, vol. 28, no. 1–2, pp. 98–109, 2013.
- [6] W. Daranfed, M. S. Aida, N. Attaf, J. Bougdira, and H. Rinnert, “Cu 2ZnSnS 4 thin films deposition by ultrasonic spray pyrolysis,” J Alloys Compd, vol. 542, pp. 22–27, 2012.
- [7] Y. Atasoy, B. M. Başol, I. Polat, M. Tomakin, M. Parlak, and E. Bacaksiz, “Cu(In,Ga)(Se,Te)2 pentenary thin films formed by reaction of precursor layers,” Thin Solid Films, vol. 592, no. 2, pp. 189–194, 2015.
- [8] Y. Atasoy, “Düşük tellür katkılı CuInGaSe2 ince filmlerin yapısal özelliklerinin incelenmesi”, Journal of the Institute of Science and Technology, vol. 9, no. 4, pp. 2088–2096, 2019.
Details
Primary Language
Turkish
Subjects
Engineering
Journal Section
Research Article
Publication Date
January 30, 2025
Submission Date
May 26, 2022
Acceptance Date
December 4, 2022
Published in Issue
Year 2025 Volume: 13 Number: 1
APA
Yavru, C. A., Kaleli, M., & Üncü, İ. S. (2025). Aynı Anda Buharlaştırma Yöntemiyle Üretilen CIGS İnce Filmlerin Yapısal Özelliklerinin İncelenmesi ve Kutup Figürlerinin Belirlenmesi. Duzce University Journal of Science and Technology, 13(1), 1-12. https://doi.org/10.29130/dubited.1121646
AMA
1.Yavru CA, Kaleli M, Üncü İS. Aynı Anda Buharlaştırma Yöntemiyle Üretilen CIGS İnce Filmlerin Yapısal Özelliklerinin İncelenmesi ve Kutup Figürlerinin Belirlenmesi. DUBİTED. 2025;13(1):1-12. doi:10.29130/dubited.1121646
Chicago
Yavru, Celal Alp, Murat Kaleli, and İsmail Serkan Üncü. 2025. “Aynı Anda Buharlaştırma Yöntemiyle Üretilen CIGS İnce Filmlerin Yapısal Özelliklerinin İncelenmesi Ve Kutup Figürlerinin Belirlenmesi”. Duzce University Journal of Science and Technology 13 (1): 1-12. https://doi.org/10.29130/dubited.1121646.
EndNote
Yavru CA, Kaleli M, Üncü İS (January 1, 2025) Aynı Anda Buharlaştırma Yöntemiyle Üretilen CIGS İnce Filmlerin Yapısal Özelliklerinin İncelenmesi ve Kutup Figürlerinin Belirlenmesi. Duzce University Journal of Science and Technology 13 1 1–12.
IEEE
[1]C. A. Yavru, M. Kaleli, and İ. S. Üncü, “Aynı Anda Buharlaştırma Yöntemiyle Üretilen CIGS İnce Filmlerin Yapısal Özelliklerinin İncelenmesi ve Kutup Figürlerinin Belirlenmesi”, DUBİTED, vol. 13, no. 1, pp. 1–12, Jan. 2025, doi: 10.29130/dubited.1121646.
ISNAD
Yavru, Celal Alp - Kaleli, Murat - Üncü, İsmail Serkan. “Aynı Anda Buharlaştırma Yöntemiyle Üretilen CIGS İnce Filmlerin Yapısal Özelliklerinin İncelenmesi Ve Kutup Figürlerinin Belirlenmesi”. Duzce University Journal of Science and Technology 13/1 (January 1, 2025): 1-12. https://doi.org/10.29130/dubited.1121646.
JAMA
1.Yavru CA, Kaleli M, Üncü İS. Aynı Anda Buharlaştırma Yöntemiyle Üretilen CIGS İnce Filmlerin Yapısal Özelliklerinin İncelenmesi ve Kutup Figürlerinin Belirlenmesi. DUBİTED. 2025;13:1–12.
MLA
Yavru, Celal Alp, et al. “Aynı Anda Buharlaştırma Yöntemiyle Üretilen CIGS İnce Filmlerin Yapısal Özelliklerinin İncelenmesi Ve Kutup Figürlerinin Belirlenmesi”. Duzce University Journal of Science and Technology, vol. 13, no. 1, Jan. 2025, pp. 1-12, doi:10.29130/dubited.1121646.
Vancouver
1.Celal Alp Yavru, Murat Kaleli, İsmail Serkan Üncü. Aynı Anda Buharlaştırma Yöntemiyle Üretilen CIGS İnce Filmlerin Yapısal Özelliklerinin İncelenmesi ve Kutup Figürlerinin Belirlenmesi. DUBİTED. 2025 Jan. 1;13(1):1-12. doi:10.29130/dubited.1121646