Perovckit ince filmlerin ışıkla tavlanması, kristal kinetiğinin ve fotovoltaik performanslarının incelenmesi

Bu tez çalışmasında, perovskit aktif tabakasının tavlama yöntemleri üzerinde çalışılmıştır. Perovskit güneş hücrelerinin üretim prosesini hızlandırmak amaçlanmıştır. Uygulanan tavlama yöntemi ışıkla tavlama yöntemi (LA) olarak adlandırılmıştır. Geleneksel tavlama (TA) yöntemine kıyasla aygıt performansları ve karakteristik analizleri incelenmiştir. Bu yöntem, perovskit güneş hücrelerinin (PSC) seri üretimi için tavlama süresini 1 saatten daha az süreye indirmiştir aynı zamanda enerji tüketimini azaltma potansiyeline sahiptir. Optimum koşulları belirlemek için farklı tavlama sürelerinde -1, 3, 5, 10, 15 dakika- LA yöntemiyle bir dizi perovskite film hazırlanmıştır. LA yönteminin, perovskit kristal yapısı ve morfolojisi üzerindeki etkisini değerlendirmek için X-ışını kırınımı (XRD), atomik kuvvet mikroskobu (AFM), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve UV-VIS absorpsiyon spektroskopisi teknikleri kullanılmıştır. Sonuç olarak, LA ve TA yöntemleri uygulanan perovskit güneş hücreleirnin aygıt performansları incelenmiştir ve 200 saat sonrası kararlılık kontrolleri yapılmıştır. 5 dk LA yöntem maksimum güç dönüşüm verimliliği (PCE) %17,86 iken, ısıtıcı üzerinde 60 dakika boyunca tavlanan standart cihazda %16,74'lük bir güç dönüşüm verimliliği elde edilmiştir.

In this thesis, annealing methods of the perovskite active layer were studied. It is aimed to accelerate the production process of perovskite solar cells. The applied annealing method was named the light annealing method (LA). Device performances and characteristic analyzes were investigated compared to the conventional annealing (TA) method. This method has reduced the annealing time to less than 1 hour for mass production of perovskite solar cells (PSC), and it has the potential to reduce energy consumption. To determine the optimum conditions, a series of perovskite films were prepared by the LA method at different annealing times 1, 3, 5, 10, 15 minutes. X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM), scanning electron microscope (SEM) and UV-VIS absorption spectroscopy techniques were used to evaluate the effect of the LA method on perovskite crystal structure and morphology. As a result, device performances of perovskite solar cells applied LA and TA methods were investigated and stability controls were made after 200 hours. While the 5 min LA method's maximum power conversion efficiency (PCE) was 17.86%, a power conversion efficiency of 16.74% was obtained in the standard device annealed on the hotplate for 60 minutes.