Ara bant yapılı güneş pil veriminin ara bandın doluluk oranıyla değişimi
The efficiency variation in intermediate band solar cells due to the occupation factor of (IB) level
- Tez No: 397080
- Danışmanlar: PROF. DR. MÜZEYYEN SARITAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Güneş pilleri, güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren yarı iletken devre elemanlarıdır. Düşük enerjili fotonlar (hν<EG), tek eklemli güneş pilleri tarafından soğurulamazlar. Bu sebeple, tek eklemli güneş pilleri düşük verimlere sahiptirler. Tek eklemli güneş pilleri için teorik verim sınırı %41'dir. Ara bant yapılı güneş pilleri, baz bölgesine eklenen ara bant sayesinde düşük enerjili fotonları da soğururlar. Bu sayede, ara bant yapılı güneş pilleri güneş spektrumunu daha efektif kullanırlar ve tek eklemli güneş pillerinden daha yüksek verimlere sahiptirler. Tek ara bant seviyesine sahip bir ara bant yapılı güneş pili için teorik verim sınırı %63.2'dir. İdeal modelde, taşıyıcıların valans banttan ara banda ve ara banttan iletkenlik bandına geçişlerinin kolayca gerçekleşmesi için, ara bandın yarı dolu olduğu kabul edilir. Bu çalışmada, çeşitli pil parametrelerinin, ara bandın doluluk oranının ve örtüşmenin ara bant yapılı güneş pillerinin verimlerine etkisi detaylı denge modeli kullanılarak incelenmiştir. Bant aralığı EG=1.42 eV olan GaAs yarı iletken malzeme için ara bant yapılı güneş pilinin verim sınırı %59.9 olarak bulunmuştur. Örtüşmesiz durumda, doluluk oranı 0.2-0.8 arasında değiştirildiğinde pil verimi neredeyse sabit kalmaktadır. Ancak doluluk oranı bu değerlerin dışında ise, verim büyük ölçüde azalmaktadır. Örtüşmeli durumda doluluk oranının verime etkisi, örtüşmesiz durumda elde edilen iki optimum ara bant enerji seviyesi kullanarak incelenmiştir. Bu ara bant seviyeleri için verimin, en yüksek olduğu doluluk oranlarının, 0.2 ve 0.8 civarında olduğu görülmüştür. Her örtüşme seviyesi için optimum ara bant enerji seviyeleri kullanıldığında ise, en yüksek verim noktaları, doluluk oranlarının 0.5 değerine kaymıştır. Son olarak, sonuçlar detaylı olarak tartışılmış ve yorumlanmıştır.
Özet (Çeviri)
Solar cells are semiconductor devices that convert solar energy to electricity. The low energy photons (hν<EG) can't be absorbed by a single junction solar cell. This is the main reason why solar cells have lower efficiencies. Single junction solar cells have the theoretical efficiency limit of %41. Intermediate band solar cells (IBSCs) can also absorb low energy photon trough intermediate band (IB) inserted inside the base region of solar cell. By means of this, intermediate band solar cell use solar spectrum much more effectively than normal p-n junction solar cell and has higher efficiency. The intermediate band solar cell, with a single IB, had shown a theoretical efficiency limit of %63.2. In ideal model, the IB energy level of IBSC was assumed to be half-filled with electrons to ensure carrier transition easily from valance band to intermediate band and intermediate band to conduction band. In this study, the effect of occupation factor, overlap and cell parameters on the efficiency of IBSC has been investigated using the detailed balance model (DBM). IBSC with a single IB energy level has shown a maximum efficiency of %59.9 for EG=1.42eV of GaAs semiconductor. When the occupation factor was varied between 0.2 - 0.8, in non overlapping case, almost constant efficiency value was obtained. But, when f was beyond 0.2 and 0.8 values, the efficiency has been decreased considerably. The effect of overlapping on efficiency of IBSC has also been investigated using the two optimum IB levels obtained for non overlapping case. When these two optimum IB levels were used two maximum efficiency points were observed at around 0.2 and 0.8 respectively. If the optimum IB energy levels found for each of the overlapping energy values were taken into account, the maximum efficiency points has been shifted near to 0.5 of the occupation factor. Finally, the results have been discussed in detail and concluded.
Benzer Tezler
- Kuantum noktalı ara bant yapılı güneş pillerinin tasarımı ve verim optimizasyonu
Design and optimization of efficiency in quantum dot intermediate band solar cells
VOLKAN KIZILOĞLU
Doktora
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜZEYYEN SARITAŞ
- Yeni Cami'nin akustik açıdan performans değerlendirmesi
Evaluation of the acoustical performance of the New Mosque
EVREN YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVTAP YILMAZ DEMİRKALE
- Ara bant yapılı güneş pillerinin sonlu fark metodu ile modellenmesi
Modelling intermediate band solar cell using finite difference method
MAHMUT BÜYÜKBAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. TUĞBA SELCEN NAVRUZ
- Arabant yapılı güneş pillerinde verim optimizasyonu
Efficiency optimizastion in intermediate band solar cells
TUĞBA SELCEN NAVRUZ
Doktora
Türkçe
2008
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. MÜZEYYEN SARITAŞ
- Growth of cu2znsns4 absorber layer on flexible metallic substrates for thin film solar cell applications
İnce film güneş pili uygulamaları için Cu2ZnSnS4 soğurucu katmanının esnek metalik alttaşlar üzerinde büyütülmesi
ŞEBNEM YAZICI
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Bilim ve Teknolojiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GULNUR AYGUN OZYUZER