Celal Alp Yavru

This paper presents a Multi-Objective Whale Optimization Algorithm (MOWOA) for solving the Optimal Power Flow (OPF) problem in the IEEE 30-bus test system. The proposed approach simultaneously optimizes four conflicting objectives: fuel cost minimization ($/h), active power loss minimization (MW), voltage deviation minimization (p.u.), and emission reduction (ton/h). A Pareto-based archive mechanism combined with a crowding distance strategy is employed to maintain a well-distributed set of non-dominated solutions. The MOWOA effectively mimics the bubble-net hunting behavior of humpback whales to explore the multi-dimensional search space. Simulation results on the IEEE 30-bus system demonstrate that the proposed algorithm successfully generates a rich Pareto-optimal front comprising 50 non-dominated solutions. The best cost solution achieves 798.34 $/h, which is competitive with state-of-the-art single-objective methods. Comprehensive trade-off analysis reveals that a 62.7% reduction in emissions can be achieved at only a 22.7% increase in fuel cost, offering decision-makers flexible and insightful options for sustainable power system operation.

Bu çalışmada dörtlü element kompozisyonundan oluşan ve elektro-optik uygulamalarda sıkça kullanılan CIGS ince filmler, aynı anda termal buharlaştırma yöntemiyle üretilmiş, yapısal ve elektriksel özellikleri incelenmiştir. SEM ve AFM sistemleri ile yüzey ve kalınlık analizleri, XRD sistemi ile detaylı yapı ve doku analizleri gerçekleştirilmiştir. SEM ve AFM görüntüleri incelenerek histogram eğrileri ve bunlara bağlı Gaussian teğetleri elde edilmiştir. SEM görüntülerinde film yüzeyinde farklı boyutlarda kümelenmelerin olduğu görülmüş ve histogram grafiği incelenerek bu kümelenmelerin homojen şekilde dağıldığı belirlenmiştir. AFM görüntülerinden ortalama yüzey pürüzlülüğünün 4,94 nm olduğu görülmüştür. AFM görüntülerinden elde edilen histogram grafikleri incelendiğinde de pürüzlülüğe sebep olan yapılanmaların yüzeyde homojen dağıldıkları tespit edilmiştir. Üretilen filmlerin 20˚- 60˚ 2θ aralığında XRD ölçümleri alınmış, filmlerin tetragonal Cu(In0.5Ga0.5)Se2 yapısında ve (112), (204/220) ve (312/116) yönelimlerine sahip olduğu belirlenmiştir. Doku analizleri sonucunda elde edilen kutup figürleri çıkarılmış ve deneysel kutup figürleri ile tekrar hesaplanan teorik kutup figürleri karşılaştırılmıştır. Çalışmanın sonucunda deneysel kutup figürleri ile tekrar hesaplanan teorik kutup figürleri arasındaki benzerlik oranlarının, XRD ölçümlerindeki pik şiddetleri ile orantılı olarak değiştiği tespit edilmiştir. Üretilen CIGS filmine ait kristal yönelimlerinin şiddeti ve film düzlemi boyunca dağılımlarının homojenliği kutup figürlerinin analizi ile çalışılmıştır. Literatürde yüksek verimler elde edilmiş çalışmalardaki kristal yapılar ile kıyaslanarak verimli güneş gözelerini üretmede kullanılabilirliği tespit edilmeye çalışılmıştır. Filmlerin Hall etkisi ölçümleri oda sıcaklığında, 1,1 Tesla manyetik alan altında ve 3 µA akım seviyesinde alınmıştır. Üretilen CIGS ince filmin p tipinde olduğu görülmüş ve sırasıyla öz direnci ve taşıyıcı yoğunluğunun 3,33×102 Ω.cm ve 1,36×1011 cm-3 olduğu hesaplanmıştır.

The Yb/p-Cu(In $_{{\textit{x}}}$ Ga $_{{\textit{x}-\text{1}}}$ )Se $_{{\text{2}}}$ (CIGS) Schottky photodiodes were fabricated on Mo-coated glass substrates. Structural and morphological characterizations of the CIGS on the Mo layer were investigated. The current–voltage ( $\textit{I}$ – $\textit{V}$ ) characteristics of the produced devices were performed for dark and solar light (100 mW/cm $^{{\text{2}}}$ ) in the temperature range of 40–300 K. The activation energy ( $\textit{E}_{{\textit{a}}}$ ) was found to be 0.645 eV from the temperature dependence of the open circuit voltage. It was determined that this value is very close to half of the bandgap of CIGS thin films ( $\textit{E}_{{\textit{g}}}$ , 1.35 eV for this study). The responsivity and detectivity values were calculated for a wide temperature range. The responsivity value decreased and the detectivity value increased with the decrease in temperature. The highest responsivity value was found as 14.3 mA/W at 280 K. The highest detectivity value was calculated as $\text{4.97} \times \text{10}^{{\text{9}}}$ Jones at 60 K. The suitability of the produced devices for photodetector applications at low temperatures has been investigated.

With the increase and development of electronic systems, especially with the advancement of artificial intelligence (AI) applications, AI has begun to meet many of humanity's needs. Due to the rapidly increasing human population and the decreasing availability of fertile land, the use of AI has become necessary in rapidly expanding soilless agriculture practices. One of the biggest challenges in soilless agriculture is the inability to accurately determine the chemical content of nutrient solutions in real-time. In this study, the results of inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) and electrical conductivity (EC) were obtained for 300 hydroponic agriculture nutrient solutions containing different ratios of Mg, K, and P minerals. The obtained data were evaluated using artificial neural networks in Matlab® software, with ICP-OES results as inputs and EC results as outputs (3 inputs-1 output). The results were uploaded to the cloud system using Firebase, and an EC meter capable of communicating with the cloud was developed. The results of the produced EC meter were compared with the data in the cloud, and attempts were made to determine the element ratios in the nutrient solution content of 300 samples using artificial neural networks. The Pearson Correlation Constant (R) was found to be 0.860 for all data. According to the test results obtained with the produced system, the success rate of the artificial neural network in detecting the chemical composition of the nutrient solution ranged from 53.2% to 87.4% depending on the chemical ratios in the nutrient solution.

Molibden (Mo) malzemesi benzersiz özellikleri sayesinde birçok farklı alanda kullanılmaktadır. İnce filmlerin doku analizleri sayesinde katmanlar arası arayüz durumlarının uyumluluğu araştırılmaktadır. Üretim parametrelerine ve sonrasında yapılan işlemlere göre filmlerin dokuları değişebilmektedir. Bu sebeple kullanım alanına bağlı olarak en uygun dokuya sahip Mo ince filmlerin üretilmesi için ideal üretim parametrelerinin belirlenmesi gerekmektedir. Bu çalışmada, CIGS güneş gözesi uygulamalarında sıklıkla istenen BCC yapısında ve (110) düzlemindeki Mo ince filmler üretilebilmiştir. Üretim, Mo filmin alttaş yüzeyine tutunumunu ve elektriksel iletkenliğini iyileştirmek için çift katmanlı üretim stratejisi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Üretilen filmlerin SEM, AFM ve XRD sistemleri ile yüzey, topoğrafya ve yapı analizleri gerçekleştirilmiş ayrıca yarı kantitatif doku analizleri yapılarak kutup figürleri elde edilmiştir. Topoğrafik ve detaylı yapısal analiz sonuçları birbirleri ile ve literatürde var olan diğer çalışmalar ile kıyaslandığında bu çalışmada ortaya koyulan üretim parametrelerinin kullanılabilirliği gösterilmiştir.

Çalışmada Mo folyolar ve cam üzerine DC saçtırma yöntemiyle kaplanmış Mo ince filmler üzerine aynı anda termal buharlaştırma metoduyla CIGS yarıiletken malzemesi biriktirilmiştir. İki grup Mo alt katmanların AFM cihazı ile topoğrafyaları ve ortalama yüzey pürüzlülükleri elde edilmiştir. CIGS ince filmlerin kalınlıkları SEM cihazı ile kesit görüntüleri alınarak, 1,122 µm olarak tespit edilmiştir. Numunelerin XRD ölçümleri alınarak yapısal farklılıkları belirlenmiştir. Mo folyo ve ince film alt katmanı üzerine biriktirilen CIGS ince filmlerin yüzeyinden 5000, 10000, 25000 ve 50000 büyütmelerde SEM görüntüleri alınmıştır. Elde edilen SEM görüntülerinin GLCM metodu ile Haralick doku özellikleri incelenmiş, elde edilen sonuçlar değerlendirilerek alt katman Mo topoğrafyasının CIGS ince filmlerin morfolojisi üzerine etkisi araştırılmıştır. Hesaplanan Haralick doku özelliklerinin görece geniş alanlardan daha küçük alanlara doğru değişimleri değerlendirilmiştir. A grubu numunelerden elde edilen görüntülerde enerji değerinin 0,21 ile 0,54 arasında, karşıtlık değerinin 0,15 ile 0,35 arasında, korelasyon değerinin 0,66 ile 0,65 arasında ve homojenite değerinin 0,82 ile 0,92 arasında değiştikleri tespit edilmiştir. B grubunda aynı doku özelliklerinin farklılık gösterdiği görülmüştür. Alttaş farklılığının yapı ve morfoloji üzerine etkisi, SEM görüntülerinin doku özellikleri farklılıkları ile açıklanmıştır.

Yapılan çalışmada, kadmiyum sülfür (CdS) n-tipi yarı iletken malzemesi ultrasonik sprey piroliz (USP) sistemi ile cam alttaşlar üzerine üretilmiştir. Filmlerin kaplama işlemi sırasında alttaş sıcaklığı 100 – 350 °C arasında kademeli olarak arttırılarak üretim gerçekleştirilmiştir. Üretim sonrasında, CdS ince filmlerden bir grup numune atmosferde 380 °C sıcaklıkta tavlanmıştır. Üretilen ve tavlanan CdS ince filmlerin; kristal yapılar geliş açısına bağlı olarak Grazing Incidence X-Ray Diffraction X ışını kırınımı (GIXRD) yöntemi, yüzey yapıları ve morfolojileri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve atomik kuvvet mikroskobu (AFM) sistemleri, yapıda bulunan elementlerin oranları enerji dağılımlı spektrometre (EDS) sistemi ve optik özellikleri ultra-viyole görünür bölge spektrometresi (Uv-Vis) ölçümleri ile belirlenmiştir. Bu ölçüm sonuçlarına göre; CdS ince filmlerin zamanla değişen alttaş sıcaklığında üretilebileceği, film yüzeylerinin oldukça homojen şekilde oluştuğu, her bir ölçüm yöntemi ile elde edilen sonuçların birbirini desteklediği ve bu sonuçların literatürle de uyumlu oldukları görülmüştür. Yarıiletken aygıtlarda tampon katmanı olarak kullanılan CdS üretilirken piroliz işlemi sırasında uygulanan yüksek sıcaklıktan kaynaklanan diğer katmanların oksitlenmesini önleyecek bir üretim stratejisi olduğu da görülmüştür.

Bu çalışmada yüksek şeffaflığa sahip Flor katkılı Kalay Oksit ince filmleri ultrasonik sprey piroliz tekniği ile başarılı bir şekilde üretilmiştir. İnce filmlerin yapısal ve morfolojik karakterizasyonu için X-ışını kırınımı, taramalı elektron mikroskobu ve atomik kuvvet mikroskobu analizleri yapılmıştır. X-ışını kırınımı desenleri göstermiştir ki filmler polikristal haldedir ve (200) tercihli yönelimi boyunca büyümüşlerdir. 3,16 eV’luk bir band aralığı UV-Vis ölçümlerinden elde edilmiştir. İnce filmlerin öz direnci 1,35×10-3W-cm olarak bulunmuştur.