Growth and characterization of indium rich indium-gallium-nitride solar cell epitaxial structures by metal organic chemical vapor deposition
İndium oranı yüksek iniıum galyum nitrat güneş pili epitaksiyel yapılarının metal organik kimyasal buhar biriktirme yöntemi ile büyütülmesi ve karakterizasyonu
- Tez No: 338422
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN, PROF. DR. RAŞİT TURAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Enerji, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Science and Technology, Energy, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: In oranı yüksek InGaN, güneş pili, MOCVD, epitaksiyel büyütme, In rich InGaN, solar cell MOCVD, epitaxial growth
- Yıl: 2012
- 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: 95
Özet
Bu çalışmanın amacı Metal Organik Kimyasal Buhar Biriktirme Sistemiyle (MOCVD) Indiyum (In) zengini Indiyum Galyum Nitrat (InGaN) güneş pili epitaksiyel yapıları için teknoloji geliştirmektir. Indiyum Nitrat (InN) ve Galyum Nitrat (GaN) malzemelerinin yasak bant aralıklarının 0.7 eV ve 3.4 eV olduğu göz önünde bulundurulursa, InxGa1-xN güneş pili yapıları, In konsantrasyonunun değişimine bağlı olarak güneş spektrumunun %90'lık bir kısmını kapsama özelliğine sahiptir. Güneş spektrumundaki uygun fotonların yarısı bu aralıkta bulunduğundan yasak bant aralığı 2 eV dan fazla olan fotovoltaik aygıtlar büyük ilgi toplamaktadır. Buna rağmen, InGaN epitaksiyel yapılarındaki In oranını arttırmak için sınırlı sayıda başarı elde edilmiştir.Bu tez In zengini InGaN epitaksiyel yapıları ile ilgilidir. Bu InGaN yapıları çift tarafı parlatılmış (DSP) safir alttaşların c-düzlemi üzerine MOCVD sistemi ile büyütülmüştür ve sonrasında güneş pili yapılarında kullanılmıştır. Güneş pili aygıt karakterizasyonu standart mikrofabrikasyon prosedüründen sonra yapılmıştır. Malzeme özelliklerinin analizi için ilk önce X ışını difraktometresi (XRD), Hall etkisi ve absorbsiyon ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca aygıt performansı değerlendirmesi için akım voltaj (I-V) karakterizasyonu yapılmıştır.X ışını karakterizasyonları hem GaN hem InGaN epitaksiyel yapılarının yüksek kristal kalitesine sahip olduğunu göstermiştir. Yarı yükseklikte tam genişlik (FWHM) değerleri GaN tabakaları için 300 arcsec civarında, InGaN tabakaları için 400 arcsec'dan azdır.Epitaksiyel yapılarda In konsantrasyonu arttıkça ışık absorbsiyonunda da artış görülmüştür. En yüksek verimlilik değeri AM1.5G ışık kaynağı altında In0,16GaN yapılarda %0.66 elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
The purpose of this study is to develop a technology for indium (In) rich indium gallium nitride (InGaN) solar cell epitaxial structures through metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method. InxGa1-xN solar cell structures have potential to cover 90% of the solar spectrum by varying In composition in the active region of the solar cell, where bandgaps of indium nitride (InN) and gallium nitride (GaN) are 0.7 eV and 3.4 eV, respectively. Photovoltaic devices that have a bandgap larger than 2.0 eV gather great interest since half of the available photons in the solar spectrum belongs there. However, only limited success has been achieved to increase the amount of In incorporation into InGaN epitaxial structures.This thesis is focused on the epitaxial growth of In rich InGaN epitaxial structures. These InGaN structures were grown on double side polished (DSP) c-plane sapphire substrates using MOCVD and then utilized for solar cells. Solar cell device characterizations were carried out after standart microfabrication procedures. X-Ray diffraction (XRD), Hall-Effect Measurements and absorption measurements have been done to investigate material properties first. Afterwards then the current voltage (I-V) characterizations were performed to investigate solar cell device performance.XRD measurements revealed that both GaN and InGaN epitaxial structures have high crystal quality, where full width at half maximum (FWHM) values of around 300 arcsec and 400 arsec for GaN and InGaN epilayers were obtained, respectively. In content was found to increase light absorption. Highest photovoltaic conversion of 0.66% was achieved for In0,16GaN films under a standard solar simulator with one-sun air mass (AM) 1.5 global light source ( 100mW/cm2) at room temperature. The solar simulator was calibrated with a standard solar cell before measurements.There is a increase on light absorption with increasing indium content in epitaxial structures. The best efficiency that was reached is 0.66% under air mass (AM) 1.5 global light source.
Benzer Tezler
- Dalgaboyu genişletilmiş swır dedektör uygulaması için (100) InP alttaş üzerine büyütülen zengin indiyum içerikli InxGa1-xAs epitaksiyel katmanların karekterizasyonu
Characterization of indium rich InxGa1-xAs epitaxial layers grown on (100) InP substrate for extended wavelength swir detector application
REYHAN KEKÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Bilim ve TeknolojiSivas Cumhuriyet ÜniversitesiNanoteknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İSMAİL ALTUNTAŞ
- Understanding and optimization of InN and high indium containing InGaN alloys by metal organic chemical vapor deposition
Başlık çevirisi yok
ÖCAL TUNA
Doktora
İngilizce
2013
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiRheinisch-Westfälische Technische Hochschule AachenElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MICHAEL HEUKEN
PROF. DR. RAINER WASER
- Growth and characterization of ZnSnO thin films on polymers for OLEDs
Oled'ler için polimerler üzerine znsno ince filminin büyütülmesi ve karakterizasyonu
MERVE EKMEKÇİOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLNUR AYGÜN ÖZYÜZER
- Growth and characterization of undoped and indium doped zinc oxide thin films grown by hydrothermal method
Katkısız ve indiyum katkılı çinko oksit ince filmlerin hidrotermal metot ile büyütülmesi ve karakterizasyonu
TUĞÇE BAYRAKTAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiMalzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYTUNÇ ATEŞ
- ZnO'nun seyreltilmiş manyetik yarıiletken olarak elektrokimyasal yöntemle büyütülmesi ve karakterizasyonu
Growth and characterization of ZnO as diluted magnetic semiconductor by electrochemical method
HARUN GÜNEY
Doktora
Türkçe
2012
Fizik ve Fizik MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEVDET COŞKUN