Modeling and simulation of thin-film solar cells
İnce-film güneş pillerinin modellenmesi ve simülasyonu
- Tez No: 374434
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. GÖKHAN ÖZGÜR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Fotovoltaik, a-Si ince filmler, güneş pilleri, bant farkı, Photovoltaics, a-Si thin films, solar cells, band offsets
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Melikşah Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Amorf silisyum ve Kristal silisyum (a-Si/c-Si) heteroeklem güneş pilleri, yüksek performansları ve düşük maliyetlerinden dolayı fotovoltaik (PV) pazar için teknolojik bir çözümdürler. Bu teknoloji, yüksek verimliliğe sahip kristal silisyum (c-Si) teknolojisi ile düşük maliyetli hidrojen katkılı amorf silisyum (a-Si:H) teknolojisini tek yapıda kullanır. Bununla birlikte, a-Si ve c-Si arayüzündeki bant farklının etkisi bu güneş pillerinin çalışma ve tasarımında önemli bir sorun olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu bant farkının sonucunda oluşan potansiyel bariyer, foto (ışıkla oluşan) elektrik yüklerinin toplanmasında sınırlama getirmektedir ve bunun sonucunda güneş pilinin fotovoltaik özellikleri etkilenmektedir. Bu tez çalışmasında yukarıda belirtilen probleme çözüm üretmek için, katkısız ince katmanlı basit heteroeklem (HIT) yapılarda bulunan a:Si:H(i) katmanın yerine geçmek üzere enerji bant aralığı basamaklandırılmış olan a-SixGe1-x:H katmanların a:Si:H(n) ile c:Si(p) arasında kullanan bir yapı önerilmektedir. Basamakladırılmış katmanlar sayesinde, bant farkları dereceli olarak azaltılacak ve bu yolla foto elektrik yüklerinin düşük enerji seviyesinden merdiven şeklinde yüksek enerjiye çıkmasıyla bir taraftan diğer tarafa taşınması kolaylaşmış olacaktır. Bunun sonucunda, pilden elde edilen akım ve toplam verimlilik yükselecektir. Buna ilaveten, önerilen yapının çeşitli katmanlarına ait kalınlıkları ve katkı oranlarının Afors-hetsimülasyon yazılımı ile optimizasyonu yapılarak %32.07 verimlilikte bir güneş pili tasarlanmıştır.
Özet (Çeviri)
The amorphous silicon and crystalline silicon (a-Si/c-Si) heterojunction solar cell is the technological solution for the photovoltaic (PV) market because it performs well and has low production cost. This technology employs a high efficient c-Si cell technology and low cost thin-film a-Si:H technology in single structure. However, the influence of band offsets at the a-Si and c-Si interface is one of the crucial issues in the operation and design of these cells. The band offsets give rise to potential barriers that could impose limitations for the photocarrier collection which in turn affects the PV properties of the solar cell. In this thesis, a solution to the above-mentioned issue has been proposed by designing a structure with graded band gap layers of a-SixGe1-x:H inserted in between a-Si:H(n) and c-Si(p) to replace the a-Si:H(i) layer in a simple heterojunction with intrinsic thin layer (HIT). The graded layers help in reducing the band offsets values in a graded way which can make photocarrier transportation from one side to the other easier by making a staircase from lower energy level to higher, which in turn increases the current drawn from the cell and also the total efficiency. Furthermore, the proposed structure has been optimized using the AFORS-HET simulation software by varying the thicknesses and doping concentrations of the various layers to yield an efficiency of 32.07%.
Benzer Tezler
- Kuantum noktaların elektrik ve gerinim alanları etkisi altında modellenmesi ve tasarımı
Modeling and design of quantum dots under the effect of electric and stress field
NUR SEDA AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji MühendisliğiTobb Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
YRD. DOÇ. DR. ERSİN EMRE ÖREN
- Multi-objective evolutionary optimization of photovoltaic glass for thermal, daylight, and energy consideration
Fotovoltaik camın termal, gün ışığı ve enerji bakımından çok amaçlı evrimsel optimizasyonu
AYBÜKE TAŞER
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Mimarlıkİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEHRA TUĞÇE KAZANASMAZ
DOÇ. DR. BAŞAK KUNDAKCI KOYUNBABA
- Güneş hücresinin dinamik devre modelinin elde edilmesi
Obtaining dynamic circuit model of solar cell
ANSOUMANA NOUMOU DJITE
- Farklı fotovoltaik hücre sıcaklığı modellerinin fotovoltaık güç çıkışına göre karşılaştırılması ve değerlendirilmesi
Comparison and validation of different models of pv cell temperature according to pv output power
SIDI ABDOULLAH DHAKER
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İSMAİL NAKİR
- Nanoboyutlu yarıiletkenlerin yoğunluk fonksiyoneli kuramı ile tasarımı ve bilgisayar benzetimi
Computer simulation and design of nanoscale semiconductors by using density functional theory
HİKMET HAKAN GÜREL
Doktora
Türkçe
2011
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiHesaplamalı Bilim ve Mühendislik Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. HİLMİ ÜNLÜ