Sol-jel Yöntemi ile Kaplanan Nb2O5 İnce Filmlerin Karakterizasyonu

Bu çalışmada, hazırlanan niobyum pentoksit (Nb2O5) çözeltileri farklı sürelerde ve aynı koşullar altında yaşlandırıldı. Nb2O5 ince filmler, soda kireç cam ve silisyum alttaşlar üzerine aynı koşullar altında döndü-rerek kaplama cihazında sol-jel yöntemi ile kaplandı. Kaplanan Nb2O5 ince filmlerin yapısal ve optik özel-likleri ile yüzey morfolojilerinin çözeltinin yaşlanmasına olan bağımlılığı sırasıyla, X-ışını kırınımı (XRD), ikincil iyon kütle spektrometresi (SIMS), UV-Vis spektrofotometre ve atomik kuvvet mikroskobu (AFM) analizleri ile incelendi. XRD sonuçlarından, SG-1 (1 gün yaşlandırılan çözelti ile kaplanan film) numunesi-nin kristal yapıya sahip olduğu görüldü ve SG-1 numunesinin tanecik boyutu 46,12 nm olarak hesaplandı. SIMS analizi ile niobyum (Nb) ve oksijen (O) atomik türlerinin film derinliği boyunca homojen olarak dağıldığı tespit edildi. SG-1 numunesi görünür bölgede %80 civarında geçirgenliğe sahiptir ve soğurma spektrumundan elde edilen yasak enerji aralığı yaklaşık 3,65 eV olarak bulundu. Çözeltilerin yaşlandırılma süreleri artıkça, yansıtma değerleri kullanılarak hesaplanan kırılma indislerinin azaldığı görülmektir. AFM sonuçlarından, 5x5 µm2’lik alanda taranan yüzey görüntülerinden SG-1 numunesinin düzgün yüzey mor-folojisine ve 70 nm tanecik büyüklüğüne sahip olduğu görülmektedir. Ayrıca, AFM görüntülerinden çözelti yaşlandıkça RMS değerlerinin artığı görülmektedir. Elde edilen sonuçlar; Nb2O5 çözeltisinin yaşlandırılma süresinin kaplanan filmlerin yapısal, optik ve yüzey morfolojisini etkilediğini göstermektedir. Kaplanan Nb2O5 ince filmlerin Si temelli güneş hücrelerinde yansıma önleyici tabaka olarak kullanılması önerilmektedir.