III-V grubu yarıiletken malzeme tabanlı ince film beta (β) voltaik hücrelerin tasarımı ve modellenmesi
Design and modeling of III-V group semiconductor material based thin film βeta (β) voltaic cells
- Tez No: 900625
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUSTAFA KULAKCI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında III-V grubu yarıiletken malzemeler ile 3H (Ti-3H formunda) ve 63Ni izotop kaynaklardan oluşan β-voltaik aygıt tasarımları ve aygıt simülasyonları yapılmıştır. β-voltaik aygıt tasarımları yapabilmek için, beta kaynağından yayılan beta parçacıklarının farklı yarıiletken malzemeler ile etkileşimi, CASINO yazılımı kullanılarak yapılmıştır. Böylece hem 3H kaynak hem de 63Ni kaynak için beta parçacıkların yarıiletken malzemeler içerisinde erişebildiği derinlik belirlenmiştir. Elde edilen veriler ile çalışma kapsamındaki tüm yarıiletken malzemeler için hem 3H hem de 63Ni kaynak için ayrı ayrı derinliğin fonksiyonu olarak e-p çifti üretim oranları hesaplanmıştır. Daha sonra farklı yarıiletken malzeme kombinasyonlarının kullanıldığı p-n, n-p ve p-i-n gibi eklem yapılarından oluşan farklı β-voltaik aygıt yapıları tasarlanmıştır. CASINO yazılımından elde edilen sonuçlar ile hesaplanan e-p çifti üretim oranları, bir boyutlu aygıt simülasyon programı olan SCAPS yazılımına girdi olarak kullanılıp betavoltaik aygıt simülasyonları yapılmıştır. Farklı yarıiletken malzemelerden ve farklı aygıt mimarisinden oluşan betavoltaik aygıtlarda, eklem bölgelerinin katman kalınlıkları, katkı yoğunlukları ve kusur yoğunluğu gibi parametreler değiştirilerek aygıtların performansı; açık devre voltajı, kısa devre akımı ve aygıt verimliliği gibi çıktılar üzerinden en iyileştirilmeye çalışılmıştır. Tez çalışması kapsamında ilk defa III-V grubu esnek ince film β-voltaik aygıtlar tasarlanıp modellenmiştir. Ayrıca ilk defa simetrik çift yüzey β-voltaik aygıt yapıları tasarlanıp teorik olarak modellenmiştir. Bu teknolojilere yeni bir bakış açısı kazandırılmıştır
Özet (Çeviri)
In this thesis study, β-voltaic devices consisting of 3H (Ti-3H tritide form) and 63Ni isotope sources with III-V group semiconductor materials have been designed and simulated. In order to design β-voltaic devices, the interaction of beta particles emitted from the beta source with different semiconductor materials was performed using CASINO software. Thus, for both 3H and 63Ni sources, the depth that beta particles can reach in semiconductor materials was determined. Using the obtained data, e-p pair production rates as a function of depth were calculated for all semiconductor materials within the scope of the study for both 3H and 63Ni sources separately. Then, different β-voltaic cell structures with different architectures such as p-n, n-p and p-i-n were designed using different combinations of semiconductor materials. The results obtained from CASINO software and the calculated e-p pair generation rates were used as input to SCAPS software, a one-dimensional device simulation program, to simulate betavoltaic devices. In betavoltaic cells consisting of different semiconductor materials and different device architectures, parameters such as layer thicknesses of junction regions, doping densities and defect densities were varied to optimize the performance of the cells through outputs such as open circuit voltage, short circuit current and device efficiency. Within the scope of the thesis study, for the first time III-V group flexible thin film β-voltaic cells have been designed and modeled. In addition, symmetric bi-facial β-voltaic cell structures were designed and theoretically modeled for the first time. A new perspective has been brought to this emerging technology
Benzer Tezler
- Fabrication and characterization of thin-film GaAs solar cells peeled-off from Si substrates
Si alttaş üzerinden kaldırılan ince film GaAs güneş hücrelerinin fabrikasyonu ve karakterizasyonu
ALİ BÜYÜKPINAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA KULAKCI
- Silicon germanium multi quantum wells for high efficiency optoelectronic devices
Silisyum germanyum çoklu kuantum kuyuları içeren yüksek verimli optoelektronik aygıtlar
ALPER YEŞİLYURT
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
YRD. DOÇ. DR. ALİ KEMAL OKYAY
- Readout circuit design for III-V group semiconductors based photosensor
III-V grubu yarıiletken tabanlı fotosensör okuma devresi tasarımı
SARA BETÜL GÜLER
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Bilgi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BAYKAL SARIOĞLU
- İki boyutlu yarıiletken TMDC malzemelerin katkılanması ve optik/elektriksel özelliklerinin incelenmesi
Doping of two-dimensional semiconductor TMDC materials and characterisation of optical/electrical properties
YUSUF KEREM BOSTAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Bilim ve Teknolojiİstanbul ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FAHRETTİN SARCAN
- Ultrafast spin dynamics in diluted magnetic semiconductor nanostructures
Seyreltilmiş manyetik yarıiletken nanomalzemelerde ultrahızlı spin dinamiği
MUHAMMET ARUCU
Doktora
İngilizce
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAHİN AKTAŞ
PROF. DR. ROY W. CHANTRELL