Aim of this work is to construct dye sensitized solar cells employing core shell type nanocrystalline FTO/TiO2 photoanodes. Fluorine doped tin dioxide (FTO) nanoparticles were synthesized under hydrothermal conditions. Homogeneously precipitated SnO2 nanoparticles were dispersed in aqueous solutions containing NH4F as fluorine source and heat treated at 180oC for 24 hours. X-Ray analysis revealed that particles show rutile type cassiterite structure. Particles had 50 m2/g specific surface area measured by BET. Particle size was around 15-20 nm verified by XRD, BET and SEM analysis. Electrical resistivity of the powders measured with four point probe technique was around 770 ohm.cm for an F/Sn atomic ratio of 5, which showed no further decrease upon increasing the fluorine content of solutions. Thick films were deposited by screen printing technique and SEM studies revealed that agglomeration was present in the films which decreased the visible light transmission measured by UV-Visible spectrophotometry. TiO2 shell coating was deposited by hydrolysis of ammonium hexafluorotitanate and TiCl4 aqueous solutions. Efficiency of FTO nanoparticles was enhanced upon surface treatment where best result was 4.61 % for cells treated with TiCl4. Obtained photocurrent of 22.8 mA/cm2 was considered to be very promising for the future work. Enhancementin efficiency was mostly attributed to suppressed recombination of photoelectrons and it is concluded that improved efficiencies can be obtained after successful synthesis of FTO nanoparticles having lower resistivity values and deposition of homogeneous shell coatings.

Bu çalışmanın amacı çekirdek-kabuk tipi nanokristal FTO/TiO2 fotoanotlardan oluşan boyayla uyarılmış güneş hücreleri üretmektir. Flor katkılanmış kalay dioksit (FTO) nanoparçacıklar hidrotermal koşullar altında sentezlenmiştir. Homojen çöktürme ile üretilen SnO2 nanoparçacıkları, flor kaynağı olarak NH4F içeren sulu çözeltilerde dağıtılmış ve 180oC sıcaklıkta 24 saat süreyle ısıl işleme tabi tutulmuştur. X-ışını analizleri sonucunda rutil tipi kasiterit yapısında SnO2 parçacıkların elde edildiği görülmüştür. Parçacıkların yüzey alanı BET yöntemiyle 50 m2/g olarak ölçülmüştür. X-ışını, BET ve SEM analizleri 15-20 nm boyutlarında parçacıklar göstermiştir. Tozların elektriksel özdirenci, F/Sn atomik oranı 5 olan çözeltiler için 770 ohm.cm olarak ölçülmüştür ve artan flor konsantrasyonu ile özdirencin değişmediği gözlenmiştir. Kalın filmler serigrafi yöntemi ile kaplanmış olup, SEM analizi yapıda topaklanmalar göstermiştir. Bu topaklanmalar UV-Vis spektrofotometresi ile belirlenen görünür ışık geçirgenliği değerlerini düşürücü etki yapmıştır. TiO2 kabuk kaplamaları amonyum heksaflorotitanat ve titanyum tetraklorür içeren sulu çözeltilerin hidrolizi ile elde edilmiştir. Yüzey işlemi sonucunda FTO nanoparçacıkların hücre verimleri arttırılmıştır. Elde edilen en yüksek verim değeri titanyum tetraklorür ile muamele edilmiş filmlerde % 4.61olarak ölçülmüştür. Elde edilen 22.8 mA/cm2 değerindeki akım yoğunluğu gelecek çalışmalar için son derece ümit vericidir. Verim değerlerindeki artışlar, fotoelektronların yeniden birleşme kayıplarının azalmasına bağlanmıştır. Daha düşük özdirence sahip parçacıkların elde edilmesi ve homojenliği yüksek kaplamaların yapılması sonucunda, verimlerde daha fazla artışlar olacağı sonucuna varılmıştır.