Dar bantlı gainassb termofotovoltaik yapıların elektrik ve optik özelliklerinin incelenmesi


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Uludağ Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2017

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: BANU KUCUR EFENDİ

Danışman: MUHİTDİN AHMETOĞLU

Özet:

Termofotovoltaik (TPV) sistemler ısınmış bir kaynaktan yayınlanan infrared radyasyonu absorbe ederek fotovoltaik etki sayesinde elektrik enerjisi üretirler. Yasak bant genişliğinin mümkün olduğunca dar olması TPV sistemlerde kullanılacak olan TPV diyotlar için önemlidir. Dolayısıyla, yapılan çalışmalar III – V grubu bileşik yarıiletkenler ile bunların üç ve dört bileşenli alaşımlarına odaklanmış durumdadır. Dörtlü III – V grubu alaşımları hem yasak bant aralığının hem de örgü sabitinin kontrolünü mümkün kıldığından dolayı TPV diyotlar için önemlidir. Bu çalışmada ele aldığımız, GaSb altlık ile örgü uyumlu dört bileşenli GaInAsSb alaşımlar 0.5 eV kadar dar bir bant aralığı ile büyütülebilirler. Bu tez çalışmasında, GaSb/GaInAsSb/GaAlAsSb TPV hetero diyotların elektriksel ve optik özellikleri incelenmiştir. Farklı aktif bölge çaplarına sahip benzer yapılı diyotların farklı sıcaklıklarda akım – gerilim karakteristikleri incelenerek karanlık akım mekanizmaları tespit edilmiştir. Farklı ışık yoğunluklarında fotoakım – gerilim karakteristikleri incelenen yapılardan 2 mm aktif bölge çaplı n-GaSb/n-GaInAsSb/p-GaAlAsSb TPV diyotun daha belirgin ışık duyarlılığının olduğu gözlenmiştir. Ayrıca, eklem temas potansiyeli değerinin tespit edilebilmesi için genel olarak kullanılan I–V ve C-V karakteristiklerine ek olarak ilk kez geliştirmiş olduğumuz optik deney düzeneği ile farklı fotodiyotların temas potansiyelleri ölçülmüş ve sonuçların literatürdeki değerler ile uyum sağladığı görülmüştür. İncelenen yapı için elde edilen sonuçlar göz önünde bulundurulduğunda n-GaSb/n-GaInAsSb/p-GaAlAsSb TPV diyotun TPV sistemler için kullanışlı ve geliştirilmeye açık olduğu kanaatine varılmıştır.