Özet:
Her geçen gün Dünya'nın en büyük sorunu haline gelen enerji ihtiyacı ve buna bağlı olarak
çevre dostu enerji üretimi konusundaki arayışlar dikkatleri yenilebilir enerji
kaynaklarına yöneltmiştir. Yenilenebilir enerji kaynakları arasında da güneş enerjisi
başta sürdürülebilir olması, çevre dostu olması ve maliyet etkin olması gibi nedenlerden
dolayı en dikkat çekenidir. Bu anlamda silisyum tabanlı güneş hücreleri hem en yüksek
verimle çalışan hem de ticarileşmiş olmalarına rağmen hala üretim süreçleri yüksek
maliyetli yatırımlar gerektirmektedir. Silisyum’un bu dezavantajları çalışmaların organik
tabanlı güneş hücrelerine yönelmesine neden olmuştur. Organik tabanlı güneş hücreleri
arasında perovskit tabanlı güneş hücrelerinin özellikle son yıllarda en umut vadeden
güneş hücreleri olduğu görülmektedir. Ancak, perovskit tabanlı güneş hücrelerinin
birleştirilebilmesi için çözülmeyi bekleyen birçok problemi bulunmaktadır. Bu tez
çalışması kapsamında perovskit tabanlı güneş hücrelerinin elektron iletim tabakasının
hücre performansına etkisinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, perovskit tabanlı
güneş hücrelerinde elektron iletim tabakası olarak yaygın şekilde kullanılan TiO2’ye
alternatif olabilecek malzemelerin (SnO2 ve ZnO) üretilmesi, karakterizasyonu ve hücre
performansına etkisinin belirlenmesine yönelik çalışmalar yapılmıştır. Tez kapsamında
yapılan bir diğer çalışmada MAPbI3 organik bileşiğinin oluşturulmasında kullanılan öncü
bileşiklerin (MAI ve PbI2) geleneksel kullanılan stokiyometrik oranının değiştirilerek
hücre performansına etkisi incelenmiştir. EİT olarak kullanılan metaloksitler magnetron
sıçratma yöntemi kullanılarak hazırlanmıştır ve bu malzemelerin yapısal
karakterizasyonu x-ışını kırınımı metoduyla, yüzey morfolojileri taramalı elektron
mikroskobuyla, elementel analizi enerji dağılımlı x-ışını analizleriyle, optik
karakterizasyonu ise ultraviyole-görünür bölge spektrum analizleri ile yapılmıştır.
Perovskit soğurucu tabaka olarak MAI:PbI2 oranı 1:0.4’ten 1:1.8’e kadar MAI oranı sabit
tutularak PbI2 oranının 0.2M arttırılarak değiştirilmesiyle sekiz farklı oranda perovskit
çözeltisi hazırlanmıştır ve bu hazırlanan çözeltiler döndürerek kaplama yöntemi ile EİT
üzerine büyütülmüştür. Boşluk iletim tabakası olarak Cu fitalosiyanin yine döndürerek
kaplama yöntemi ile kaplanmıştır ve n-i-p mimaride 24 hücre üretilmiştir. Üretilen
hücrelerin Voc, Isc, FF, PCE gibi J-V ölçümleriyle elde edilen veriler ileri ve geri tarama
yapılarak (-1V’tan +1V’a/+1V’tan -1V’a) sonuçlar değerlendirilmiştir. EİT olarak SnO2’nin
kullanıldığı ve perovskit oranının 1:1.2 olduğu hücrede ileri tarama verilerinde %4.21 ile
en yüksek güç dönüşüm verimi değerine ulaşılırken geri tarama verilerinde %3.87 güç
dönüşüm verimi elde edilmiştir ve en büyük histerisis etkisi SnO2’nin elektron iletim
tabakası olarak kullanıldığı hücrelerde görülmüştür. TiO2 ve ZnO’nun elektron taşıyıcı
tabaka olarak kullanıldığı hücrelerde ise histerisis etkisi çok küçük olsa da görülmüştür.