Basit öğe kaydını göster

dc.contributor.advisorPekmez, Kadir
dc.contributor.authorErtekin, Zeliha
dc.date.accessioned2016-12-29T06:54:48Z
dc.date.available2016-12-29T06:54:48Z
dc.date.issued2016-12-20
dc.date.submitted2016-12-14
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11655/2923
dc.description.abstractTitanium tends to form many different compounds with oxygen in its crystalline form, such as TiO2 and Ti2O3, Ti3O5 and TinO2n-1 (4<n<10) (named TiOx). Among these, TiO2 is preferred in most studies, due to being thermodynamically stable in the atmospheric conditions, being inexpensive and non-toxic. Another form of titanium oxide compounds is known as Magnéli phase with the formula TinO2n-1 (4<n<10), which has high electrical conductivity and chemical stability. According to the studies in the literature, Magnéli phase compounds are derived by heating TiO2 with titanium metal powder under inert atmosphere or by heating TiO2 in the presence of hydrogen gas (as reducing agent) at high temperatures. TiO2 is used as the main feedstock due to its abudance and relatively low cost. Usually in these methods, high temperature (>1273 K) and reducing atmosphere (e.g. H2 gas) are required. In the literature, there are studies which are in aqueous media and require high temperatures. The aim of this study, contrary to the studies in the literature, is the electrochemical deposition of TiOx films for the first time in nonaqueous media without requiring high temperatures. For this purpose, it is demonstrated that the reduction of formed titanium hydroxide hydrate compounds is possible in the presence of acetonitrile. After determining optimal conditions for TiOx electrochemical synthesis, films which deposited on the electrode surface were characterized by using X-ray diffractometry, UV-Vis spectroscopy, Raman Spectroscopy and Scanning electron microscopy (SEM). TiO2 is used widely as a semi-conductive material in dye-synthesized solar cells. In this study, TiOx films with lower band gap than to TiO2 was obtained. TiOx is also a semi-conductive material that can absorb in the visible light range unlike TiO2. In this study, photocurrent density of Dye-sensitized solar cells that constructed with TiOx layer or TiOx-TiO2 bilayer measured and photovoltaic behaviors were investigated.tr_TR
dc.description.tableofcontentsÖZET i ABSTRACT iii TEŞEKKÜR v İÇİNDEKİLER vi ŞEKİLLER DİZİNİ ix ÇİZELGELER DİZİNİ xiv SİMGELER VE KISALTMALAR xv 1. GİRİŞ 1 2. GENEL BİLGİ 3 2.1. Yarı iletken malzemeler 3 2.1.1. Magnéli faz-titanyum oksit bileşikleri 4 2.1.2. Magnéli faz-titanyum oksit bileşiklerinin elde edilme yöntemleri 7 2.1.3. Magnéli faz-titanyum oksit bileşiklerinin kullanım alanları 10 2.2. Fotovoltaik sistemler 13 2.2.1. Boya uyarmalı güneş pili 14 2.2.2. Boya uyarmalı güneş pili hücrelerinin bileşenleri 15 2.2.2.1. Yarı iletken elektrot 16 2.2.2.2. Elektrolit 17 2.2.2.3. Karşıt elektrot 18 2.2.2.4. Boya Duyarlaştırıcıları 19 2.2.3. Boya uyarmalı güneş pili hücrelerinin çalışma prensibi 21 2.2.3. Boya uyarmalı güneş pili hücrelerinde güç verimi hesabı 22 3. MATERYAL VE METOT 25 3.1. Deneysel yöntemler 25 3.1.1. Dönüşümlü Voltametri (CV) 25 3.1.2. Potansiyel kontrollü kulometri (Potansiyostatik Kulometri) 26 3.1.3. Kronopotansiyometri (Sabit akımda Voltametri) 27 3.1.4. Raman Spektroskopisi 28 3.1.5. UV-vis-NIR spektroskopi 29 3.1.6. X-ışınları kırınımı (XRD) 30 3.1.7. Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) 32 3.2. Deneysel kısım 32 3.2.1. Kullanılan Cihazlar 32 3.2.2. Elektrokimyasal hücre ve elektrotlar 33 3.2.3. Elektrokimyasal hücrenin hazırlanması 34 3.2.4. Kimyasallar-çözücü ve destek elektrolit 35 3.2.5. Boya uyarmalı güneş pili hücrelerinin oluşturulması 35 3.2.6. Boya uyarmalı güneş pili hücrelerinin verim karakterizasyonları 36 4. DENEYSEL BULGULAR VE TARTIŞMA 38 4.1. Perokso-titanyum çözeltisinde ITO elektrot yüzeyinde TiOx elde edilmesi ve karakterizasyonu 38 4.1.1. Perokso-titanyum çözeltisinde elektrokimyasal yöntemle ITO elektrot yüzeyinde elde edilen TiOX ince filmlerinin kristalografik ve morfolojik analizleri 41 4.2. Bazik titanil-sülfat çözeltisinde ITO elektrot yüzeyinde TiOx elde edilmesi ve karakterizasyonu 48 4.2.1. Bazik titanil-sülfat çözeltisinde elektrokimyasal yöntemle ITO elektrot yüzeyinde elde edilen TiOX ince filmlerinin kristalografik ve morfolojik analizleri 51 4.3. Potasyum titanil okzalat çözeltisinde ITO elektrot yüzeyinde TiOx elde edilmesi ve karakterizasyonu 55 4.3.1. Potasyum titanil okzalat çözeltisinde elektrokimyasal yöntemle ITO elektrot yüzeyinde elde edilen TiOX ince filmlerinin kristalografik ve morfolojik analizleri 57 4.4. Asidik titanil-sülfat çözeltisinde ITO elektrot yüzeyinde TiOx elde edilmesi ve karakterizasyonu 60 4.5. Flor katkılı kalay oksit (FTO) elektrot yüzeyinde TiOx biriktirilmesi ve karakterizasyonu 63 4.6. Titanyum (IV) etoksi çözeltisinde ITO ve FTO elektrot yüzeylerine TiOx elde edilmesi ve karakterizasyonu 65 4.7. ITO elektrot yüzeyinde sulu ortamda elektrokimyasal biriktirme yöntemiyle TiO2 biriktirmesi 68 4.8. ITO elektrot yüzeyinde elektrokimyasal biriktirme yöntemiyle TiOx-TiO2 ikili tabakası oluşumu 70 4.9. Boya uyarmalı güneş pilinin oluşturulması için karşıt elektrot hazırlanması 73 4.10. Boya uyarmalı güneş pili uygulamaları 78 4.10.1. Ticari güneş pilinin verim ölçümleri 79 4.10.2. Boya uyarmalı güneş pili hücrelerinin çalışma aralığının belirlenmesi 82 4.10.3. TiOx kaplı elektrotla hazırlanan boya uyarmalı güneş pili hücresininin verim ölçümleri 84 4.10.4. TiOx-TiO2 ikili tabaka elektrot ile hazırlanan boya uyarmalı güneş pili hücresininin verim ölçümleri 84 4.10.5. TiO2 kaplı elektrot ile hazırlanan boya uyarmalı güneş pili hücresinin verim ölçümleri 87 5. SONUÇLAR 90 KAYNAKLAR 92 EK 100 ÖZGEÇMİŞ 105  tr_TR
dc.language.isoturtr_TR
dc.publisherFen Bilimleri Enstitüsütr_TR
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesstr_TR
dc.subjectElektrokimyasal biriktirmetr_TR
dc.subjectTiO2
dc.subjectTiOx filmleri
dc.subjectsusuz ortam
dc.subjectfotovoltaik etki
dc.titleSusuz Ortamda Tiox Filmlerinin Elektrokimyasal Olarak Hazırlanması ve Karakterizasyonutr_TR
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/doctoralThesistr_TR
dc.description.ozetTitanyum kristalin formunda oksijen ile TiO2 ve Ti2O3, Ti3O5 ve TinO2n-1 (4<n<10) gibi (TiOx olarak adlandırdığımız) birçok farklı bileşik oluşturma eğilimindedir. Bunlardan TiO2, atmosferde termodinamik olarak kararlı olduğundan, ucuz ve toksik özelliği olmamasından dolayı birçok çalışmada tercih edilmektedir. Titanyum oksit bileşiklerinin diğer bir formu ise yüksek elektriksel iletkenlik ve kimyasal kararlılığa sahip olan ve formülü TinO2n-1 (4<n<10) şeklinde gösterilen Magnéli faz olarak bilinmekte ve TiOx şeklinde de gösterilebilmektedir. Literatürde yapılan çalışmalarda, Magnéli faz bileşikleri; TiO2’ in titanyum metaliyle birlikte inert gaz atmosferinde veya TiO2’ in tek başına hidrojen gazı gibi bir indirgen varlığında yüksek sıcaklık koşullarında ısıtılmasıyla elde edilebilmektedir. TiO2’ nin başlangıç maddesi olarak kullanılmasının nedeni ucuz ve bol bulunmasıdır. Genellikle bu yöntemlerde yüksek sıcaklığa (>1273 K) ve indirgen maddeye (H2 gazı gibi) ihtiyaç duyulmaktadır. Literatürde bu konuyla ilgili sulu ortamda ve yüksek sıcaklıklara ihtiyaç duyularak yapılmış çalışmalar mevcuttur. Bu çalışma ile literatürdeki çalışmaların aksine, TiOx filmlerinin ilk defa susuz ortamda ve yüksek sıcaklığa ihtiyaç duyulmadan oda sıcaklığında elektrokimyasal yolla biriktirilmesi gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla oluşturulan titanyum hidroksit hidrat bileşiklerinin asetonitril ortamında indirgenmesinin mümkün olduğu gösterilmiştir. TiOx elektrokimyasal sentezlenmesinde optimum koşullar belirlendikten sonra elektrot yüzeyinde biriktirilen filmlerin karakterizasyon işlemlerinin ise X-ışınları difraktometrisi, UV-Vis spektroskopisi, Raman Spektroskopisi ve Taramalı elektron mikroskopisi (SEM) yöntemleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Boya uyarmalı güneş pillerinde TiO2 yarı-iletken malzeme olarak çok kullanılmaktadır. Bu çalışma ile TiO2’ e göre band gap’ı daha düşük TiOx içeren TiO2 filmleri elde edilmiştir. TiO2 yerine görünür bölgede absorpsiyon yapabilen yarı iletken TiOx veya TiOx-TiO2 ikili tabakası kullanılmasıyla oluşturulan boya uyarmalı güneş hücrelerinin fotoakım yoğunluğu ölçülerek fotovoltaik davranışları incelenmiştir.tr_TR
dc.contributor.departmentKimyatr_TR
dc.contributor.authorID10132384tr_TR


Bu öğenin dosyaları:

Bu öğe aşağıdaki koleksiyon(lar)da görünmektedir.

Basit öğe kaydını göster