Aynı Anda Buharlaştırma Yöntemiyle Üretilen CIGS İnce Filmlerin Yapısal Özelliklerinin İncelenmesi ve Kutup Figürlerinin Belirlenmesi

Authors : Celal Alp Yavru, Murat Kaleli, İsmail Serkan Üncü

Pages : 1-12

Doi:10.29130/dubited.1121646

View : 51 | Download : 30

Publication Date : 2025-01-30

Article Type : Research Paper

Abstract :Bu çalışmada dörtlü element kompozisyonundan oluşan ve elektro-optik uygulamalarda sıkça kullanılan CIGS ince filmler, aynı anda termal buharlaştırma yöntemiyle üretilmiş, yapısal ve elektriksel özellikleri incelenmiştir. SEM ve AFM sistemleri ile yüzey ve kalınlık analizleri, XRD sistemi ile detaylı yapı ve doku analizleri gerçekleştirilmiştir. SEM ve AFM görüntüleri incelenerek histogram eğrileri ve bunlara bağlı Gaussian teğetleri elde edilmiştir. SEM görüntülerinde film yüzeyinde farklı boyutlarda kümelenmelerin olduğu görülmüş ve histogram grafiği incelenerek bu kümelenmelerin homojen şekilde dağıldığı belirlenmiştir. AFM görüntülerinden ortalama yüzey pürüzlülüğünün 4,94 nm olduğu görülmüştür. AFM görüntülerinden elde edilen histogram grafikleri incelendiğinde de pürüzlülüğe sebep olan yapılanmaların yüzeyde homojen dağıldıkları tespit edilmiştir. Üretilen filmlerin 20˚- 60˚ 2θ aralığında XRD ölçümleri alınmış, filmlerin tetragonal Cu(In0.5Ga0.5)Se2 yapısında ve (112), (204/220) ve (312/116) yönelimlerine sahip olduğu belirlenmiştir. Doku analizleri sonucunda elde edilen kutup figürleri çıkarılmış ve deneysel kutup figürleri ile tekrar hesaplanan teorik kutup figürleri karşılaştırılmıştır. Çalışmanın sonucunda deneysel kutup figürleri ile tekrar hesaplanan teorik kutup figürleri arasındaki benzerlik oranlarının, XRD ölçümlerindeki pik şiddetleri ile orantılı olarak değiştiği tespit edilmiştir. Üretilen CIGS filmine ait kristal yönelimlerinin şiddeti ve film düzlemi boyunca dağılımlarının homojenliği kutup figürlerinin analizi ile çalışılmıştır. Literatürde yüksek verimler elde edilmiş çalışmalardaki kristal yapılar ile kıyaslanarak verimli güneş gözelerini üretmede kullanılabilirliği tespit edilmeye çalışılmıştır. Filmlerin Hall etkisi ölçümleri oda sıcaklığında, 1,1 Tesla manyetik alan altında ve 3 µA akım seviyesinde alınmıştır. Üretilen CIGS ince filmin p tipinde olduğu görülmüş ve sırasıyla öz direnci ve taşıyıcı yoğunluğunun 3,33×102 Ω.cm ve 1,36×1011 cm-3 olduğu hesaplanmıştır.
Keywords : CIGS, İnce Film, Aynı Anda Buharlaştırma, Kutup Figürleri