Characterization and fabrication of silicon thin films for solar cell applications
Güneş gözeleri uygulamaları için silisyum ince filmlerin üretim ve karakterizasyonları
- Tez No: 305743
- Danışmanlar: PROF. DR. RAŞİT TURAN, YRD. DOÇ. DR. H. EMRAH ÜNALAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Energy, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 94
Özet
Bu tez çalışmasında magnetron saçtırma ve elektron demeti buharlaştırmayöntemleriyle üretilen silisyum ince filmlerin karakterizasyonları ve güneş piliuygulamaları çalışılmıştır. Çalışmanın ilk bölümünde, c-Si alttaş üzerineüretilen ince amorf silisyum (a-Si:H) için magnetron saçtırma yöntemikullanılmıştır. Bazı örnekler geçirgenlik ve özdirenç ölçümü gibi temelkarakterizasyon yöntemleri için cam alttaş üzerine üretilmiştir. Değişikmalzeme yapısı ve deney parametreleri bakımından karanlıkta ve ışıkaltındaki I-V özellikleri çalışılmıştır. Aygıtların, diyot karakteristiğigöstermesine rağmen ışık altındaki tepkisi oldukça az olduğugözlemlenmiştir. Bu sonuçlar, filmlerin özdirenç ve katkılanabilirliği açısındantartışılmıştır. Tezin ikinci bölümünde e-demeti yöntemiyle üretilmiş olanpolisilisyum ince filmler ele alınmıştır. Silisyum filmleri katkılayabilmek içinısısal yöntemle üretilmiş SiO2 kaplı silisyum dilim üzerine e-demetiyöntemiyle ince boron film üretilmiştir. Daha sonra aynı yöntemle amorfsilisyum üretimi yapımıştır. Amorf silisyumu polisilisyuma çevirmek için katıfaz kristallenmesi (SPC) yöntemi kullanılarak örnekler fırınlanmıştır.Fırınlama iki aşamada gerçekleşmiştir. İlk aşama çekirdeklenme bölümü olup475°C'de 8 saat, ikinci aşama ise difüzyon ve kristalizasyon bölümü olup900°C'de değişik dakikalarda yapılmıştır. Değişik sürelerde fırınlanmışörneklerin Raman ölçümleri tanelerin kristalliğini göstermiştir. Polisilisyumince filmlerin kristalliği aynı zamanda X-Işını kırınımı ölçümleriyle debelirlenmiştir. Son olarak, polisilisyum içine boron difüzyonunu tayin etmekiçin ikincil iyon kütlesi spektroskopisi (SIMS) analizi yapılmıştır. Güneş piliuygulaması için uygun olan kademeli B profilinin üretildiği gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis study, fabrication and characterization of silicon thin filmsprepared by magnetron sputtering and electron beam evaporation for solarcell applications have been investigated. In the first part of the study,magnetron sputtering method was used to fabricate thin hydrogenatedamorphous silicon (a-Si:H) film on a Si substrate. Some samples wereprepared on glass substrate for the basic characterizations like transmissionand resistivity. Dark and illuminated I-V characteristics of the siliconheterojunction (SHJ) solar cells were studied as a function of material typeand process parameters. It was observed that devices show diodecharacteristics, however their response to the illumination was quite weak.Low performance of the devices was discussed in terms of the resistivity anddopability of the sputtered film. The second part of the thesis deals with thefabrication and characterization of thin polysilicon films fabricated by e-beamevaporation. In order to dope the deposited Si films, a very thin boron filmwas deposited by e-beam evaporation on SiO2 surface thermally grown on aSi wafer. Then an a-Si was evaporated by the same technique. Sampleswere annealed for polysilicon formation by using the technique called solidphase crystallization (SPC). The annealing was performed in two steps. Thefirst step was the nucleation part, carried out at 475°C for 8 hours and thesecond step was the diffusion and crystallization parts that are accomplishedat 900°C for several minutes. The Raman measurements revealed out thecrystallinity and grain size. The crystallinity of the polysilicon thin films wasalso identified by X-Ray diffraction measurements. Finally, the Secondary IonMass Spectroscopy (SIMS) analysis was carried out to find out the amount ofboron that diffuses into Si film. It was found that a graded boron profile, whichis desirable for the solar cell applications, was achieved.
Benzer Tezler
- Fabrication and doping of thin crystalline Si films prepared by e-beam evaporation on glass substrate
E-beam buharlaştırıcıyla cam üzerine güneş gözeleri uygulamaları için silisyum ince filmlerin üretimi ve katkılaması
SALAR HABIBPUR SEDANI
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
EnerjiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAŞİT TURAN
DOÇ. DR. H. EMRAH ÜNALAN
- c-Si heteroeklem güneş hücrelerinde geçirgen iletken oksit katman olarak kullanılan indiyum kalay oksit ince filmlerinin üretimi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of indium tin oxide thin films used as a transparent conductive oxide layer in c-Si heterojection solar cells
İLKER DURAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
EnerjiNiğde Ömer Halisdemir ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞE SEYHAN
- Design, fabrication and characterizations of n-Si columnar structures for solar cell applications
Nano-Si kolon yapılarının güneş pili uygulamarı için tasarlanıp, üretilip, karakterize edilmesi
AYŞEGÜL DEVELİOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT TRABZON
- a-SiOx:H ve kristal silisyumdan (c-Si) oluşan a-SiOx:H/c-Si heteroeklem güneş pillerinin fabrikasyonunu ve karakterizasyonu
The characterisation and fabrication of a-SiOx:H/c-Si heterojunction solar cells
OKAN YILMAZ
Doktora
Türkçe
2014
Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ORHAN ÖZDEMİR
DOÇ. DR. ALP OSMAN KODOLBAŞ
- Fotovoltaik güneş hücrelerinde kullanılmak üzere tek kristal silisyum mikrotel üretimi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of single crystal silicon microwires to be used in photovoltaic solar cell
DAVUT ÇAKICI