Fotovoltaik uygulamalar için saydam iletken oksit film üretimi ve karakterizasyonu / Preparation and characterization of transparent conducting oxide films for photovoltaic applications

Abstract

Bu çalışmada, sol-jel daldırarak kaplama yöntemiyle ve rulo kaplama teknikleriyle ilk kez cam altlık üstüne indiyum kalay oksit (ITO) ve alüminyum katkılı çinko oksit (AZO) filmler kaplanmıştır. Kalay (Sn) oranı % 0,5, % 1, % 1,5, ve % 2 olanITO ve % 0, % 0,5, % 1, % 1,5 ve % 2 oranında alüminyum (Al) içeren AZO filmler 525 oC sıcaklıkta hazırlandı. Ayrıca hazırlanan filmlere sıcaklıklığın etkisini gözlemlemek için filmler 475 oC, 500 oC, 525 oC ve 550 oC sıcaklıklarında ve sabit 525oC sıcaklığında da tavlandı. Üstelik AZO ve ITO filmleri büyük ölçekli (20 cm x 30 cm) ve küçük ölçekli (5 cm x 1,5 cm) cam altlıklar üzerine rulo kaplama sistemiylede kaplandı. Üretilen filmlerin yapısal, optik ve elektriksel özellikleri x-ışını krınımı (XRD), UV-VIS spektrofotometresi ve Hall etkisi cihazları ile karakterize edildi. Sonuçlar, ITO ve AZO ince filmlerinin surasıyla kübik ve hegzagonal yapıya sahip olduğunu gösterdi. Üretilen filmlerin yüzeyleri pürüzsüz ve homojen olup optik geçirgenlikleri görünür bölgede % 80'nın üstündedir. Küçük ve büyük ölçekli ITO filmlerin özdirencinin10-3 Ω.cm ve AZO filmlerin özdirencinin de yaklaşık 10-2-10-3 Ω.cm aralığında olduğu gözlendi. In this study, Sn doped indium oxide (ITO) and Al doped zinc-oxide (AZO) thin films were coated on glass substrates by using sol-gel dip coating and roller coating techniques for the first time. ITO and AZO films having 0, 0.5, 1, 1.5 and 2 % Sn and 0.5, 1, 1.5 and 2 % Al doping content were prepared at 525 oC. Additionally, to observe the effect of annealing temperature the samples were annealed at different temperatures of 475, 500, 525 and 550 oC as well as at constant temperature of 525 0C. Moreover, by using a roller coating system ITO and AZO thin films were also coated on large sized (20 cmx30cm) and small sized (5 cm x 1,5 cm) glass substrates. The fabricated thin films were characterizated optically, morpholocigally and electrically by means of UV-Vis spectrophotometer, Hall Effect measurement system, x-ray diffractometer (XRD) and scanning elektron microscope (SEM). The results showed that ITO and AZO had cubic and hegzagonal crystal structure, respectively. The produced films had smooth and homogeneous film surface and optically transparent above the 80 percent invisible range. It was observed that small and large sized ITO thin films had resistivity 10-3 Ω.cm and also AZO thin films had resistivity about 10-2-10-3 Ω.cm.