Çiğdem ORUÇ, Sevinç GÜLER, Hüseyin Murat LUŞ

Metal-Gözenekli Silisyum Direk Hidrojen Pili Üretim Parametrelerinin Geliştirilmesi

Gözenekli silisyum (GS) üretim yöntemi olan, elektrokimyasal aşındırma (anadizasyon) koşullarının, Metal-Gözenekli Silisyum Direk Hidrojen Pili (Metal-GS-DHP) elektriksel parametrelerine etkisi oldukça yüksektir. Bu çalışmada 4 temel anodizasyon koşuluyla (zaman, akım yoğunluğu, hidroflorikasit:su oranı ve Işık), n tipi, (111) yönelimli, tek kristal silisyum kullanılarak GS üretilmiştir. Anodizasyon zamanı 5-100 dakika, akım yoğunluğu 5-75 mA/cm2, HF:deiyonize H2O oranı 1:1- 1:11 ve ışık şiddeti 1000-7000 lüx aralıklarında uygulanmıştır .En iyi anodizasyon zamanı 40 dakika ve buna karşılık gelen Metal-GS-DHP elektriksel pil parametreleri, Voc= 590 mV Isc=30 mA’dir. En iyi akım yoğunluğu 20 mA/cm2 ve buna karşılık gelen Metal-GS-DHP elektriksel pil parametreleri, Voc= 700 mV, Isc=15 mA’dir. En iyi HF:H2O oranı 1:3 ve buna karşılık gelen Metal-GS-DHP elektriksel pil parametreleri, Voc= 420 mV, Isc=10 mA’dir. En iyi ışık şiddeti 4000 lüx ve buna karşılık gelen Metal-GS-DHP elektriksel pil parametreleri, Voc= 540 mV Isc=18 mA’dir. Deney sonuçlarından anlaşılacağı üzere Metal-GS-DHP elektriksel pil parametreleri anodizasyon koşullarına direk bağlıdır.

Anahtar Kelimeler:

Gözenekli Silisyum, Anodizasyon Koşulları

PDF

___

[1] A. Uhlir, Electrolytic Shaping of Germanium and Silicon. Bell System Tech. J. 35: (1956) 33-347.
[2] L.T. Canham, Quantum Wire Array Fabrication by Electrochemical and Chemical Dissolution of Wafers. Appl. Phys. Lett. 57:10 (1990) 1046-1048.
[3] R.L. Smith, S.D. Collins, Porous Silicon Formaton Mechanisms. Journal Appl. Phys. 71:R (1992) 1-21.
[4] A. Faucaran, F. Paskal-Delnnoy, A. Giani, A. Sackda, P. Combette, A. Boyer, Porous Silicon Layers Used for Gas Sensor Applications. Thin Solid Films. 297: (1997) 317-320.
[5] L.A. Balagurov, S.C. Bayliss, A.F. Orlov, E.A. Petrova, B. Unal, D.G. Yarkin, Electrical Properties of Metal/Porous Silicon/p-Si Structures Whit Thin Porous Silicon Layer., Journal of Appl. Phys. 90:8 (2001) 4184-4190.
[6] D. G. Yarkin, (2003), Impedance of Humidity Sensitive Metal/Porous Silicon/n-Si Structures. Sensors and Actuators B. 107: (2003)1-6.
[7] T.D. Dzhafarov, C. Oruc, ve S. Aydin, Humidity-Voltaic Characteristics of Au Porous Silicon Interfaces. J. Phys. D: Appl. Phys. 37, 3: (2004) 404-408.
[8] D. B. Dimitrov, Current-Voltage Characteristics of Porous-Silicon Layers. Physical Review B. 51,3: (1995) 1562-1566.
[9] P.M.Z. Hasan, V.K. Sajith, M. Shahnawaze Ansari, J. Iqbal, A. Alshahrie, Influence of HF Concantration of Current Density of Characteristic Morphological Features of Mezoporous Silicon. Micropororus And Mezoporous Materials. 249: (2017) 176-190.
[10] M. Das, P. Nath, D. Sarkar, Influence of Etching Current Density on Microstructural Optical and Electrical Properties of Porous Silicon (PS):n-Si Heterostructure. Superlattices and Microstuctures. 90: (2016) 77-86.
[11] M. Ramesh, H.S. Nagaraja, Effect of Current Density on Morphological Structural and Optical Properties of Porous Silicon. Materials Today Chemistry. 3: (2017) 10-14.
[12] F. S. Gill, V. Panvar, H. Gupta, G. S. Kalra, S. Chawla, R. Kumar, R. M. Mehra, Study of Growth Dot and Column inPorous Silicon Samples of Various Thicnesses Prepared at a Costant Current Density. Physica E. 73: (2015) 110-115.
[13] M. Ramesh, H.S. Nagaraja, The Effect of Ethcing Time on Structural Properties of Porous Siliconat The Room Temperature. Material Today: Proseeding. 3: (2016) 2085-2090.
[14] A.S. Khaldun, O. Khalid, Z. Hassan, The Effect of Ethcing Time of Porous Silicon Solar Cell Performance. Superlattices and Microstuctures. 50: (2011) 647-658.
[15] T. D. Dzhafarov, B. Can Omur, C. Oruc. Z.A. Allahverdiev, Hydrojen Sensing Characteristics of Cu-PS-Si Structures. J. Phys. D: Appl. Phys. 35: (2002) 3122-3126.
[16] C. Oruc, S. Guler, Effect of Au, Ag and Cu Thin Films’ Thickness on The Electrical Parameters of Metal-Porous Silicon Direct Hydrogen Fuel Cell. International Journal of Hydrogen Energy. 39: (2014) 20183-20189.