Hide/Show Apps

Si tabanlı nano-malzemelerin geliştirilerek güneş gözesi ve optoelektronik aygıtlara uygulanması

Download
2015
TÜBİTAK ile ABD Ulusal Bilim Vakfı (NSF) arasındaki işbirliği çerçevesinde, silisyum nanoteller metal yardımlı aşındırma yöntemiyle elde edilerek güneş gözesi ve Li-iyon pil üretiminde kullanılmıştır. Bu projedeki temel amacımız yüzey yapılarının şeklini, boyutunu, dağılım ve yoğunluğunu kontrol edecek yeni yöntemler geliştirmek ve farklı yapılar için reçeteler üretmektir. Bu kapsamda ışıkla modüle edilmiş metal yardımlı aşındırma prosesinde Si nanotellerin oluşumu yeni bir metot olarak incelenmiştir. Bunun yanı sıra Si alttaşların yüzey yapısı üzerine farklı kimyasalların etkisi morfolojik analizlerle ve optik ölçümlerle incelenmiştir. Deneysel sonuçlar, Si nanotellerde kümelenme ve eğimli olma durumunun temel kaynağının nanotellerin dibindeki reaksiyon cephesinde enine hareket olduğunu göstermiştir. Bu olay Si yüzeyindeki farklı bölgelerde ışıkla üretilmiş elektron-hol çiftinin homojen olmayan dağılımını ortaya koymaktadır. Nanoteller endüstriyel boyutta tek kristal Si güneş pilleri (156 mm × 156 mm) güneş pillerine uygulanmıştır. Mavi-mor bölgeyi de içine alan bütün görünür bölgede yüzeyden yansıma 5%'den daha az bir değere düşmüştür. Güneş gözelerini üretmek için Si nanoteller oluşturularak standart güneş gözesi üretim işlemleri uygulanmıştır. Önerilen fikrin potansiyelini ortaya çıkaran sonuçlar nanotellere sahip güneş gözelerinin verimlerinin standart piramit desenli gözelere yakın olduğunu göstermiştir. Si nanoteller aynı zamanda sonikasyon yöntemi ile alttaşlardan koparılıp Li-iyon pillere uygulanmıştır. n-tipi Si nanotellere sahip piller p-tipinden elde edilenlere kıyasla daha iyi bir pil performansı göstermiştir. n tipi nanotellerden oluşturulan piller 1500 mAh/g üzerine çıkan yüksek kapasite ve yaklaşık %97 coulomb verimi göstermiştir. Bu proje Si nanotel oluşum mekanizmasının temel yönlerini açığa kavuşturmakla birlikte üzerine yapılabilecek olası uygulamaları ve nano-yapılı malzeme üretim prosesi için yeni yollar ortaya koymaktadır. Oldukça umut verici sonuçlar veren bu tür aygıtların daha da geliştirilmesi için yeni çalışmaların yürütülmesi gerekmektedir. Proje önerisi 12 ay gibi nisbeten kısa bir sürede çok sayıda iş yapmayı hedefleyen bir proje olarak sunulmuştur. Uluslararası bir organizasonu da içeren zorlu bir programı olan proje hedeflerine büyük ölçüde ulaşmıştır. Çok sayıda deney ve çalışma yürütülmüştür. Bu çalışmaların bir özeti bu sonuç raporunda sunulmuştur.