Alternative surface texturing, passivation and charge selective contacts for crystalline silicon solar cells
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Mikro ve Nanoteknoloji Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: ELİF SARIGÜL DUMAN
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Raşit Turan
Eş Danışman: Selçuk Yerci
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışma silisyum güneş hücresi üretiminde yer alan üç önemli basamağın alternatif yöntemlerle gerçekleştirilmesine odaklanmaktadır. Siyah silisyum, kristal silisyum güneş hücrelerinin ışık hapsetme özelliğini geliştirmek ve yansıma kayıplarını azaltmak için alternatif bir yüzey dokulandırma yöntemi olarak ilgi çekmektedir. Bu çalışmada, reaktif iyon aşındırma yoluyla siyah silisyum üretimi ve güneş hücrelerine uygulanabilirliği araştırılmıştır. Üstün yeknesaklıkla %2.3'e kadar düşük toplam ağırlıklı ortalama yansıma elde edilmiştir. Silisyum güneş hücrelerindeki potansiyel kayıp mekanizmalarını anlamak üzere yapılan çalışmalar sonucu %19.7 verime sahip siyah silisyum PERC güneş hücresi üretilmiştir. Alternatif bir silisyum yüzey pasivasyon yöntemi olarak, ozon bazlı termal atomik katman biriktirme kullanılarak kaplanan aluminyum oksit tabakalar incelenmiştir. Atomik katman biriktirme yönteminde kullanılan çeşitli oksitleyicilerin silisyum yüzey pasivasyon kalitesiyle ilgisi incelenmiştir. PERC güneş hücrelerinde kristal silisyumun pasifleştirilmesi gibi potansiyel uygulamaları tartışılmıştır. Gazdan arındırma adımı ortadan kaldırılarak, PERC güneş hücrelerinin arka yüzey pasivasyonu için basitleştirilmiş bir işlem önerilmiştir. Üstün silisyum yüzey pasivasyonuyla 730 mV açık devre potansiyeline sahip alüminyum oksit/silisyum nitrat yığınları üretilmiştir. Katkılı amorf filmlerin materyal dezavantajları ve karmaşık kaplama gereksinimleri göz önüne alınarak, buna alternatif olarak düşük maliyetli, atmosferik yöntemle yük seçici kontak oluşumu önerilmiştir. Silisyum heteroeklem güneş hücrelerinde yeni ve alternatif elektron seçici kontak olarak FOPA ve 2PACz kendiliğinden kaplanan organik moleküller araştırılmıştır. Organik filmlerin oda koşullarında dayanıklılığı gösterilmiştir. Organik moleküllerle modifiye edilmiş elektron seçici kontaklara sahip silisyum heteroeklem güneş hücreleri üretilmiş ve %16.5 verim elde edilmiştir.