Tio2 esaslı gd, eu, zn ve ag katkılı silan bazlı nanolif kaplamalı fotovoltaik panel yüzeylerin enerji verimliliğine olan etkisinin incelenmesi ve karakterizasyonu
Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tez Danışmanı: Nalan Çiçek Bezir
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Özet:
Günümüzde yapılan araştırma ve geliştirme çalışmaları, insanların alternatif olarak
çevre dostu ve doğada var olan yenilenebilir enerji kaynaklarına yöneliminin her
geçen gün arttığını belirtmektedirler. Yenilenebilir enerji kaynaklarından olan
güneş enerjisi en çok tercih edilen kaynaklardan bir tanesidir. Güneşten gelen
ışınımın fotovoltaik (FV) hücrelere ulaşan miktarının arttırılması için son
zamanlarda birçok araştırma ve geliştirme çalışması yapılmaktadır. Yapılan
çalışmaların amacı güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren FV panellerden
daha verimli güç çıkışı elde edebilmektir.
Bu çalışmada yüzeye ulaşan güneş ışınımının elektrokimyasal enerjiye
dönüşümünü arttırabilmek için fotokatalitik, yansıma önleyici, kendi kendini
temizleyen yüzeyler elde edilebilmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda,
titanya esaslı 15 farklı çözelti hazırlanarak nanolif kaplamalar elektro-eğirme
yöntemiyle cam yüzeylere kaplanmıştır. Tüm kaplamaların enerji verimliliğine olan
etkisi araştırılmıştır. Ayrıca taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılımlı
X-ışını spektroskopisi (EDS), yüzey temas açısı ölçümü, Fourier dönüşümlü
infrared spektroskopisi (FT-IR), geçirgenlik, yansıma ve soğurma spektrum,
antibakteriyel aktivite testi analizleri yapılarak numunelerin karakterizasyon
sonuçları karşılaştırılmalı olarak incelenerek çalışma bu analizler ile
desteklenmiştir.
Elde edilen tüm veriler doğrultusunda, yüzeyler üzerinde nanolif oluşumlarının
meydana geldiği elementel dağılım haritasında çözeltilerin kaplama yüzeyinde
varlığının doğrulandığı, kaplanan numune cam yüzeylerin çoğunluğunun su
damlacığına karşı yüzey üzerinde hidrofilik bir etki bıraktığını, FT-IR
spektrumunda çözeltide bulunan kimyasalların spektrumda bulunan varlığının
doğrulandığı ve E.coli bakterisine karşı antibakteriyel aktivite gösterdiği tespit
edilmiştir. Ayrıca kaplama yapılmayan FV panel referans alınarak belirlenen ölçüm
periyotlarında elde edilen verilere göre kaplamaların enerji verimliliğine etkileri ile
ilgili, B3 ve C2 FV panelleri dışında diğer tüm FV panellerde hiç kaplanmayan FV
panellere göre daha verimli bir güç çıkışı elde edildiği görülmüştür. Bu sonucu
nanolif kaplamalı eşdeğer cam numunelerin geçirgenlik ve yansıma spektrum
v
analizlerinin de desteklediği tespit edilmiştir. Sonuç olarak özetle, yüzeyleri nanolif
kaplı FV panellerin, yüzeyleri hiç kaplanmayan FV panele göre FV hücreye
ulaştırdığı güneş ışınım miktarını arttırdığı sonucuna varılmıştır.