Improving the performance of monocrystalline silicon PERC solar cells by optimizing front and rear metallization
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Mikro ve Nanoteknoloji Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: HASAN ASAV
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Raşit Turan
Eş Danışman: Selçuk Yerci
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Silisyum fotovoltaikler, toplam payın %95'inden fazlasını oluşturan güneş pili pazarına hakimdir. Silisyum güneş pillerinin üretim süreci, güneş pili dönüşüm verimliliği üzerinde önemli bir etkisi olan bazı önemli adımları içerir. Bu adımlar temel olarak yüzey tekstüre etme, difüzyon, yansıma önleyici kaplamalar ve metalizasyon olarak kategorize edilir. Bu önemli adımlar arasında metalizasyon, güneş pilinin elektriksel ve optik kayıplarının azaltılması ve kontrolü için önemli bir adımdır. Elektrik kontaklarının oluşumu, güneş pilinin ön ve arka yüzeylerindeki metal tabakalar ile sağlanır. Bu tez çalışmasında, hücre performansını iyileştirmek için pasifleştirilmiş emitör ve arka temaslı (PERC) güneş pilleri için metalizasyonun optimizasyonu incelenmiştir. PERC güneş pili için arka taraf metal temas oluşumu, hücrenin arka yüzeyinden silisyum alt tabakaya bir yol sağlayan lazer temas açma (LCO) işlemi ile güçlü bir şekilde bağlantılıdır. Bu nedenle, LCO'nun optimizasyonu, arka pasivasyon yığınından kaynaklanan kayıpları en aza indirmek için çalışmanın gerekli bir parçasıdır. Bu amaçla, farklı LCO'lar çalışılmış ve üretilen PERC güneş pillerinde arka taraf için optimum metal fraksiyonu gerçekleştirilmiştir. Arka taraftaki bu optimizasyonlar sayesinde ortalama 6 mV hücre Voc artışı elde edilir. Bu çalışmadaki metalizasyon işlemi, PERC güneş pilinin ön ve arka metal kontaklarının oluşumu için bir serigrafi yöntemine dayanmaktadır. Ön metal tasarımı tasarlamak ve simüle etmek için GriddlerPro simülasyon programı kullanılır. Daha sonra ön metal kontakların analizi detaylı bir şekilde yapılır. Bu optimizasyonlardan sonra kontak yakma adımı incelenir ve yeni geliştirilen reçete ODTÜ-GÜNAM laboratuvarlarına kazandırılır. Yeni hücre tasarımları hızla büyürken, gelecekteki hedeflerimiz bu yeni gelişmeleri yakından takip etmeyi ve hücre performansını artırabilecek yeni metalizasyon şemalarını kullanmayı içerecektir.