3D-microstructuring of silicon induced by nanosecond pulsed infrared fiber laser for potential solar cell applications
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: BESNA BÜLBÜL TATBUL
Danışman: IHOR PAVLOV
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Lazer ile silikonun üç boyutlu (3B) yapılandırılması oldukça arzu edilen bir teknolojidir çünkü güneş pilleri, telekomünikasyon, mikroelektronik, entegre fotonik gibi birçok farklı alanda geniş uygulama yelpazesi ile silikon, yarı iletken endüstrisine yön vermektedir. Bu tür uygulamalar için silikonun yapılandırılması genellikle litografik desen üretimi ile başlar ve plazma aşındırma, reaktif iyon aşındırma veya kimyasal aşındırma yoluyla desenin silikona aktarımı ile devam eder. Bununla birlikte, geleneksel litografi yöntemleri silikonun yüzeyiyle sınırlıdır ve silikonun derinliklerine gömülü 3B yapıların doğrudan üretilmesine izin vermez. Silikonda, 3B yüzey altı işlevsel elemanları üretebilmek için lazer temelli yeni yöntemler geliştirilmektedir. Silikonun lazerle 3B yapılandırılmasında, doğrusal olmayan foton absorpsiyonlarından yararlanarak silikonda modifikasyonu indükleyebilen yüksek ışık yoğunluklu, kısa atımlı lazerlere ihtiyaç duyulur. Yakın zamana kadar, silikon içinde lazerle indüklenen modifikasyon oluşturma yüzeyde hasar bıraktığından başarısız sonuçlanmıştı. Bu tezde, özel yapım nanosaniye atımlı kızılötesi lazer kullanılarak kristal silikonda (c-Si) oldukça kontrollü oluşturulan yüzey ve yüzey altı modifikasyonlar sunulmaktadır. Asıl 3B yapıları ortaya çıkarmak için, lazerle modifiye edilmiş yerler, oldukça yüksek seçiciliğe sahip bir kimyasal çözelti ile aşındırılmıştır. Yeni yaklaşımızla, c-Si plaka içinde 3B mikro delik dizileri ve c-Si plaka yüzeyinde 3B mikro sütun dizileri sırasıyla saydam güneş pilleri ve radyal bağlantılı fotovoltaiklerde potansiyel kullanımları hedeflenerek başarıyla üretilmiştir. Yöntemimiz maske kopyalama gerektirmediğinden, geleneksel litografik yöntemlere göre daha az işlem adımı sunar ve ayrıca farklı uygulamalara kolayca adapte edilebilir.