Optimization of silicon-oxynitride thin films for crystalline silicon(C-Si) perc cell
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, FİZİK ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: HASAN HÜSEYİN CANAR
Danışman: AYŞE ÇİĞDEM ERÇELEBİ
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:PECVD ile biriktirilen SiNx ince filmi özellikle PERC güneş hücre tipinde yansıma önleyici ve pasivasyon tabakası olarak PV endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır [1]. Fakat optik ve elektriksel özelliklerinin kısıtlı olması yüksek güneş hücresi verimlerine ulaşılmasına engel olmaktadır. Bu sebeple alternatif olarak optik sabiti silisyum dioksit (SiO2) tabakası değerlerine inebilen SiOxNy ince filmi geliştirildi [2]. Bu tezde, biriktirilen SiNx ve SiOxNy filmleri SE, FTIR, C-V ve PCD gibi çeşitli ölçüm metotlarıyla karakterize edildi. FTIR ölçümleri, filmlerin optik sabiti arttıkça H miktarlarının arttığını ortaya koydu. SiNx filminin optik sabiti azaldıkça Qf değeri daha yüksek değerlere ulaşırken Dit değeri önemli ölçüde azaldı. Si-O yoğunluğunun daha yüksek olmasından dolayı en düşük Dit değeri optik sabiti 1.73 olan SiOxNy filmi ile elde edildi. Üretilen simetrik örnekler, SiNx filminin altına birkaç nanometre SiOxNy katmanının biriktirilmesisin hem n hem de p-tipi katkısız gofretlerin iVoc değerlerini geliştirdiğini gösterdi. Tepe ısıl işlem sıcaklığı artışı ile Al2O3/SiNx yığınının daha düşük optik sabitli SiNx filminin Qf değeri gelişti. iVoc değerlerinin daha yüksek tepe sıcaklıklarına direnmesi, SiNx filmindeki düşük H miktarı ile ilişkilendirildi. Yansıma/sönümleme kayıplarını karşılaştırmak için optimize edilen ARC tabakaları, OPAL 2 ile simüle edildi [3]. Ara yüzeye biriktirilen düşük optik sabitli SiNx filmi ile ışığın ince film içerisinde sönümlenmesi azaldı. Ayrıca tek başına biriktirilen SiNx katmanına kıyasla, SiNx üzerine SiOxNy filminin biriktirilmesi U-V bölgesinde yansımanın azalmasıyla sonuçlandı. Simülasyon sonuçları kapsamında, JGen değeri net 0.19 mA.cm-2 olarak gelişti. Üretilen PERC güneş hücrelerinin I-V sonuçlarına göre, Jsc değerleri simülasyon sonuçlarıyla aynı eğilimde olduğu görüldü ve böylelikle daha yüksek fotodönüşüm verimleri elde edildi.