Farklı oranlarda Pb katkılı cdpbs ince filmlerin büyütülmesi ve karakterizasyonu

Abstract

Bu tez çalışmasında kimyasal püskürtme yöntemi ile elde edilen, Cd1-xPbxS (0 ≤ x ≤ 0,175) filmlerinin bazı karakteristik özellikleri incelendi. Cd1-xPbxS filmleri, 450 oC altlık sıcaklığında CdCl2, Pb(NO3)2 ve CS(NH2)2 tuzları kullanılarak kimyasal püskürtme yöntemiyle cam altlıklar üzerine üretildi. Cd1-xPbxS filmlerinin, yapısal, optiksel ve elektriksel özellikleri incelenmiştir. Yasak enerji aralık değerleri optik ölçümler yardımıyla 2,38-2,44 eV aralığında bulundu. CdS yapısına farklı yoğunlukta Pb atomları eklenmesiyle, filmlerin yasak enerji aralıklarında azalmalar gözlemlendi. Aynı zamanda yapıdaki Pb oranı arttıkça malzemenin optik şeffaflığı artan x değerlerine bağlı olarak azalma gösterdi. Filmlerin kristal yapıları X ışınları yardımıyla incelendi. XRD sonuçlarından filmlerin hekzagonal yapıda oldukları tespit edildi. Elde edilen ince filmlerin özdirenç değerleri dört nokta yöntemi ile aydınlıkta ve karanlıkta ölçüldü. Işık altında özdirenç değerleri 0,37x106 Ω·cm ile 16,87x106 Ω·cm aralığında, karanlık özdirenç değerleri 0,72x106 Ω·cm ile 22,2x106 Ω·cm aralığında değişim gösterdi. Elektriksel ölçümlere dayanarak malzemenin ışığa duyarlı olduğu görüldü. Kimyasal püskürtme yöntemiyle üretilen Cd1-xPbxS ince filmler 90 dakika ultraviyole ışınlara maruz bırakıldı ve daha sonra deneyler tekrarlanarak filmlerin yasak enerji aralıklarındaki ve özdirenç değerlerindeki değişimler incelendi. Güneş pili malzemesi olarak kullanılan CdS filmlerinin özelliklerinin Pb katkısıyla değiştiği görülmektedir.

In this thesis, some characteristic properties of Cd1-xPbxS (0 ≤ x ≤ 0,175) films obtained by chemical spraying method were examined. Cd1-xPbxS films were produced on glass substrates by chemical spraying using CdCl2, Pb(NO3)2 and CS(NH2)2 salts at 450 oC substrate temperature. Structural, optical and electrical properties of Cd1-xPbxS films were investigated. The band gap energy values were found in the range of 2,38-2,44 eV with the help of optical measurements. By adding different density Pb atoms to the CdS structure, reductions in the band gap energy ranges of the films were observed. At the same time, as the Pb ratio in the structure increased, the optical transparency of the material decreased due to increasing x values. The crystal structures of the films were examined with the help of X-rays. It was determined from the XRD results that the films have hexagonal structure. The resistivity values of the thin films were measured in light and dark by the four-point method. The resistivity values under the light ranged from 0,37x106 Ω · cm to 16,87x106 Ω · cm, and the dark resistivity values ranged from 0,72x106 Ω · cm to 22,2x106 Ω · cm. Based on electrical measurements, the material was found to be sensitive to light. Cd1-xPbxS thin films produced by chemical spraying were exposed to ultraviolet rays for 90 minutes, and then the experiments were repeated and changes in the band gap energy and resistivity values of the films were investigated. It is seen that the properties of CdS films used as solar cell material change with Pb doping.