Effect of ultraviolet and near-infrared nanosecond laser ablation of crystalline silicon for solar cell applications
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Mikro Ve Nanoteknoloji Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: ÖZÜN CANDEMİR
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Raşit Turan
Eş Danışman: Ali Çırpan
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Silisyum tabanlı güneş hücreleri, geniş çapta bulunan silisyumun ve köklü teknolojisinin etkisiyle fotovoltaik (PV) endüstrisini büyük ölçüde yönlendirmektedir. PV endüstrisinin başlıca odak noktası, güneş hücrelerinin dönüşüm verimliliğini artırmak ve üretim maliyetlerini azaltmak olup, bu, yenilenebilir enerji pazar payını geliştirmek açısından kritik bir faktördür. Optik kayıplar, güneş hücrelerinin verimliliği için hayati önemde bir faktördür ve yansıma kayıplarını azaltmak için yüzey yapılandırma yöntemleri başlıca optik kayıp azaltma uygulamalarıdır. Monokristal silisyum pullar, anizotropik alkalin aşındırıcılar kullanılarak yüzey yapılandırması yapılabilir ve yüzeyde piramidal bir dokuya oluşturur. Diğer yandan, çok kristalli silisyum plakalar, bu iyi çalışılmış anizotropik aşındırıcılarla yeterince etkili bir şekilde aşındırılamaz. Bu nedenle, çok kristalli silisyum plakanın granül kristal yönlenmesinden etkilenmeden, lazer dokuma, çok kristalli yüzey yapılandırması için bir alternatiftir. Lazer dokuma yöntemi, plakanın yüzeyinin ablasyonu yoluyla yüksek güçlü bir darbeli lazer kullanır. Bu tez çalışması kapsamında öncelikle lazer dokuma mekanizması, iki farklı nanosaniyelik darbeliviii lazer ile -ultraviyole ve kızılötesi dalga boylu lazerler- dalga boyunun ve ablasyonun etkisini görmek için çalışıldı. Ardından, uygun bir son dokuma temizleme yöntemi, kimyasal aşındırıcılarla yapıldı ve optimize edildi. Bu adımların etkinliğini görmek için taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüleme ve yansıma ölçümleri yapıldı. Son olarak, bu optimize edilmiş lazer dokuma ve son dokuma temizleme sonuçları, yöntemin etkinliğini görmek için çok kristalli güneş hücrelerine uygulandı. Optimize edilmiş sonuçlarla, 3 x 3 cm2 güneş hücresi alanında %16,2 dönüşüm verimliliği ve 650 mV açık devre akım değerleri elde edildi.