Development and evaluation of laser processed light management interfaces for graphene/silicon Schottky 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: NARDIN AVISHAN

Danışman: ALPAN BEK

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Grafen/silisyum Schottky güneş hücreleri, grafenin yüksek iletkenliği, yüksek şeffaflığı ve mekanik esneklik özellikleri nedeniyle son on yılda yoğun olarak çalışılan konulardan biridir. Grafen/silisyum Schottky güneş hücrelerinin performansını artırmak için kullanılan en verimli ve uzun ömürlü yöntemlerden biri silisyum yüzey yapılandırmasıdır. Işık tuzaklama adı verilen yöntem, çoklu etkileşimler yoluyla gelen ışığı kontrol ederek silisyumun ışık soğurumunu önemli ölçüde artırır. İyi bilinen rastgele piramitler yerine, ince filmlerde de uygulanabilir olan bağımsız nano delikler ve nano teller gibi nanoyapılar, etkili bir ışık tuzaklama vaat etmetkedir. Bu tezde, grafen/silisyum Schottky güneş hücreleri uygulaması için silisyum yüzeyin dokulandırılması için metal destekli aşındırma, lazerle periyodik yüzey yapılandırma ve fotokimyasal aşındırma olmak üzere üç farklı yüzey yapılandırma yöntemi kullanılmıştır. Bu çalışma, lazer destekli fotokimyasal aşındırma ve lazerle periyodik yüzey yapılandırma yöntemini kullanarak ışık yönetimi arayüzlerinin fabrikasyonunun geliştirilmesini hedeflemektedir. Diyot pompalı katı hal yüksek güçlü 532 nm CW lazer ve femtosaniye 1030 nm dalga boyunda lazer, sırasıyla fotokimyasal aşındırma ve lazerle periyodik yüzey yapılandırma yöntemleri için kaynak olarak kullanılmıştır. Ayrıca, diğer iki yöntemle ilgili sonuçları karşılaştırmak için iyi bilinen metal destekli aşındırma yöntemi kullanılmıştır. Kısmen yapılandırılmış ve tamamen yapılandırılmış yüzeyler, kusurların mevcudiyetinde çoğunluk taşıyıcının rekombinasyon oranı ve ışık soğurumu arasındaki ilişkiyi incelemek için üretilmiştir. Ana bulgu ve sonuçlar fotokimyasal aşındırma yöntemiyle dokulandırılan yüzeylerin, metal destekli aşındırma ve femtosaniye lazer aşındırma yöntemleriyle dokulandırılan yüzeylerden daha iyi performansa sahip olduğunu göstermektedir.