Three dimensional crystalline silicon solar cells
Üç boyutlu kristal silisyum güneş hücreleri
- Tez No: 538228
- Danışmanlar: PROF. DR. RAŞİT TURAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Üç boyutlu kristal silisyum güneş hücreleri, dikkate değer elektriksel ve optik performansıyla ilgi görmektedir. Bu geometride, nano/mikro sütunlar, fotojenlenmiş taşıyıcıların radyal doğrultuda, daha az mesafe katederek toplanabilme olasılığı artırılır. Ayrıca, uygun geometride sütunların tasarımıyla, yüzey yansımasının azalması ve ışık emilimi artırılması sağlanarak hücredeki verimlilik yükseltilir. Bu çalışmada boyunca, Si mikro sütunların üretimi için yukarıdan aşağıya bir yöntem olan metal destekli aşındırma (MAE), fotolitografi yardımı ile uygulanmıştır. İlk olarak, farklı aşındırma zamanları uygulanarak, en uzun ~6 µm sütunlar içeren, farklı sütun uzunluklarında radyal eklem güneş hücreleri üretilmiştir. Sütun uzunluğundaki artmayla birlikte, azalmış yüzey yansıması ve daha uzun eklem alanı nedenleriyle daha yüksek Jsc değerleri elde edildiğinden en yüksek verimlilik değeri olan % 15.90, en uzun sütunlar içeren hücreden elde edilmiştir. Sonrasında, Si içerisinde U şeklinde difüzyon profiline sahip Au ile kontamine edilen Si pullar kullanılarak hücreler üretilmiştir. Fotojenlenmiş taşıyıcıların daha kısa mesafe katederek toplanabilmesini sağlayan radyal geometrili hücrelerin verimlilikleri, düzlemsel hücrelere göre kontaminasyondan çok daha az etkilenmişlerdir. Bu, radyal bir geometriye sahip hücrelerin malzemenin kalitesine daha az duyarlı olması beklentisiyle uyumludur. Ayrıca, mikro sütünların oluşturduğu bölgenin oranını artırmak ve ince silisyum kullanımına olanak sağlanmasıyla maliyeti azaltmak amacıyla farklı kalınlıklarda hücreler üretilmiştir. MAE çözeltisi içerisindeki HF konsantrasyonu artırılarak yanal aşındırma, H2O çözücüsü yerine yüzey gerilimi daha düşük olan ethanol kullanılarak daha pürüzsüz bir aşındırma sağlanmıştır. ~11.5 µm sütunlar içeren hücrelerden, bilinen en yüksek değerlerinden olan % 17.27 değerinde hücre verimi elde edilmiştir. Hücrelerin kalınlığının azaltılmasıyla, üç boyutlu hücrelerde, düzlemsel hücrelere kıyasla, Voc ve Jsc değerlerindeki azalışın çok daha az olmasından dolayı verimlilik değerlerinin daha az etkilendiği gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Three-dimensional crystalline silicon solar cells have been attracting attention with its remarkable electrical and optical performance. In this geometry, nano/micropillars allow minority carrier collection in the radial direction and shorten the path length of the photogenerated carriers. Furthermore, with appropriate geometry of the pillars the solar cell efficiency is enhanced due to the reduced surface reflectance and increased light harvesting. Throughout this study, metal assisted etching (MAE), a top-down method was applied through photolithography to fabricate micropillars. Firstly, radial junction cells with different micropillar lengths, including the longest ~6 µm, were fabricated by applying different etching durations. The maximum efficiency value, 15.90 %, was obtained from the cell with longest micropillars since with the increase in pillar length, higher Jsc values were obtained due to the reduced surface reflection and higher junction area. Radial and planar junction solar cells were then fabricated using Si wafers contaminated with Au impurities having U-shape diffusion profile in Si. The efficiencies of the radial junction solar cells, which allow photogenerated carriers to be collected over shorter distances, were less affected by contamination than planar junction solar cells. This is consistent with the expectation that the cells with radial geometry are less sensitive to the quality of the material used. Moreover, the solar cells with different thicknesses were fabricated to increase the proportion of the region containing micropillars in the cell and to reduce the fabrication cost by allowing the use of thin Si substrates. Firstly, longer micropillars were obtained by increasing HF concentration in the MAE solution to suppress the lateral etching and instead of H2O, using ethanol which has a lower surface tension to obtain smooter etching. The efficiency value of 17.27 %, one of the highest efficiency values in radial junction cells, was obtained from the cell containing 11.5 µm micropillars. By decreasing the thickness of the cells, it was observed that the efficiency values were less affected in three dimensional solar cells than in planar junction cells due to less decrease in Voc and Jsc values.
Benzer Tezler
- 1981 Türkiye tarımsal yapısının önemli bileşenleri ve tarımsal bölgelerin elde edilmesi
Principle components of Turkey's agricultural structure and to determine agricultural rigions in 1981
İHSAN KARABULUT
- Buğdayda farklı melezleme teknikleri kullanarak tohum tutma oranının saptanılması
Başlık çevirisi yok
İSMAİL TÜZÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
ZiraatUludağ ÜniversitesiTarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİS RUHİ EKİNGEN
- Diyabetus mellitus'da gözlenen mikrovasküler komplikasyonların prostaglandinler ile olan ilişkisi
The Relation of microvaskular complications observed in diabetes mellitus with prostoglandins
CANAN NEBİGİL
Doktora
Türkçe
1985
Eczacılık ve FarmakolojiCumhuriyet ÜniversitesiFarmakoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. YUSUF SARIOĞLU
- Bazı sert çekirdekli meyve türlerinde döllenme biyolojisi üzerinde yöntem çalışmaları
Başlık çevirisi yok
ATBİMOĞLU ADALET
- Sivas-Kangal yöresinde kırsal gelişme ve pazara açılma sürecindeki farklılaşmalar (bir örnek olay incelemesi)
Başlık çevirisi yok
FAHRİ ERCEM
Yüksek Lisans
Türkçe
1984
SosyolojiCumhuriyet ÜniversitesiSosyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. A. VAHAP SAĞ