Investigation of Structural and Electrical Properties of Metal Oxide and Organic Based Multi Heterojunction

Abstract

Bu çalışmada, yarıiletken metal oksit ZnO bileşiği elektrokimyasal kaplama yöntemi kullanılarak cam/ITO üzerine büyütülmüştür. Daha sonra C24H12 organik yarıiletken katmanı termal buharlaştırma yöntemiyle cam/ITO/ZnO ekleminin üzerine kaplanmıştır ve cam/ITO/ZnO/C24H12 çoklu heteroeklemi üretilmiştir. Üretilen tabakaların yüzeysel analizi taramalı elektron mikroskobu ile yapılmış, ZnO tabakasının nanoflake ve nanoçubuk, C24H12 tabakasının nanotel şeklinde büyüdüğü görülmüştür. Ayrıca ZnO tabakasının elementel dağılımı Enerji dağılımlı X-ray spektroskopisi (EDS)üzü ile incelenmiş, Zn ve O elementlerinin tabaka içerisinde homojen bir dağılım sergiledikleri görülmüştür. ±1.5V uygulama potansiyeli aralığında karanlık ve 100mW/cm2 ışık şiddeti altında Ag/ITO/ZnO/C24H12/Ag çoklu heteroekleminin elektriksel özellikleri karakterize edilmiş. Karanlik ortamda, seri direnç (Rs), diyot idealite faktörü (n), engel yüksekliği (∅_b), ters doyma akımı (I0) sırasıyla ≈104Ω, 7.5-6.5, 0.647 eV ve 5,7E-7 A değerlerini almışken, 100mW/cm2 ışık şiddeti altında bu değerlerin sırasıyla ≈103Ω, 6.5-1.3, 0.914 eV ve 1.9E-11 A olduğu görülmüştür. Çoklu heteroeklemin fotoiletkenlik mekanizması için önemli parametreler olan fotoakım (Iph), fotoduyarlılık (R) ve fotohassasiyet (S) değerleri ileri besleme altında farklı voltaj değerlerinde belirlenmiştir. Ayrıca çoklu heteroeklemin fotovoltaik parametreleri hesaplanmış ve dolum faktörü FF’nin 0.56 olduğu görülmüştür. Tüm bu analizler sonucunda ürettiğimiz Ag/ITO/ZnO/C24H12/Ag çoklu heteroeklemin fotodiyot ve fotovoltaik davranış sergilediği görülmüştür.