Bükülebilir kalkopirit ince film güneş pilleri için kontak dizaynı ve optimizasyonu
Back contact and transparent electrode optimization for flexible chalcopyrite thin film solar cells
- Tez No: 378497
- Danışmanlar: DOÇ. DR. NURDAN DEMİRCİ SANKIR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Bükülebilir güneş pilleri, bariyer tabaka, Mo arka kontak, P1 kazıma işlemi, AZO/metal/AZO, Flexible solar cells, barrier layer, Mo back contact, laser scribing, AZO/metal/AZO
- Yıl: 2014
- Dil: Türkçe
- Üniversite: TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 178
Özet
Yüksek verimli bükülebilir ince film güneş pilleri düşük maliyetli ve uzun vadede istikrarlı olmaları ile fotovoltaik uygulamalarda öne çıkmaktadır. Sprey piroliz yöntemi ile Cu-tabanlı ince film güneş gözeleri cam alttaşlar üzerine üretilmektedir. Böylece atmosferik ortamda düşük maliyetli kaplama olanağı sağlanabilir. Bu tez kapsamında üretilen güneş gözelerinde CuInS2/In2S3 heteroeklemleri sprey piroliz yöntemiyle üretilmiştir. Upilex® ve paslanmaz çelik folyolar bükülebilir alttaşlar olarak seçilmiş ve arka kontak optimizasyonu yapılmıştır. Mo arka kontaklar mikrodalga ve atmosferik plazma yöntemleriyle yüzeyleri modifiye edilen Upilex® alttaşlara kaplanmıştır. Monolitik entegre güneş pillerinde akım kayıplarını azaltmak için P1, P2 ve P3 kazıma işlemleri uygulanmaktadır. Bu doğrultuda cam ve poliimit alttaşlar kullanılarak P1 kazıma işlemleri ns ve fs atımlı fiber lazerlerle çalışılmıştır. Paslanmaz çelik folyolar kullanıldığında proses veya tavlama/iyileştirme işlemleri sırasında alttaşlardan soğurucu tabakaya Fe ve/veya safsızlık atomlarının difüzyonunun olduğu bilinmektedir. Fe difüzyonunu engellemek/azaltmak için arka kontak ile çelik folyo arasına bariyer tabaka kaplanmalıdır. Seçilen alümina filmler 1010 Ω.cm civarındaki dirençleri ve amorf yapılarıyla Fe difüzyonunu azaltmakla birlikte monolitik entegrasyonda gerekli olan P1 kazıma işlemi için yalıtkanlığı da sağlamış olmaktadır. Belirlenen alümina filmler için farklı tavlama işlemleri çalışılmıştır. Ayrıca geçirgen iletken oksitlerin sülfürizasyon/selenizasyon olmadan sprey piroliz yöntemiyle üretilen güneş gözeleri optimize edilmiştir. Düşük RF saçtırma güçleri ile üretilen AZO/metal/AZO yapılar farklı metal ara tabakalar ile birlikte çalışılmış ve yaklaşık 110nm kalınlığa sahip AZO/Ag/AZO yapılar yüksek performans göstermiştir. Sonuç olarak bükülebilir güneş gözeleri için arka kontaklar ve geçirgen elektrotlar bu çalışma kapsamında optimize edilmiştir.
Özet (Çeviri)
High conversion efficiency, long term stability, low production costs are among the critical issues in the photovoltaic technology. Spray pyrolyzed flexible Cu-based photovoltaics have great opportunities for fulfilling these requirements. In this thesis, CuInS2/In2S3 heterojunction thin film solar cells have been fabricated on flexible substrates -Upilex® and stainless steel foil substrates- by spray pyrolysis technique. MW and atmospheric plasma treatments have been studied systematically before deposition of Mo back contacts. In order to derive large area solar cells without heavy efficiency losses, critical P1, P2 and P3 scribing processes are essential for structuring the photovoltaic cells. With this motivation, P1 scribing processes have been studied systematically using ns and fs fiber lasers. In the case of stainless steel foils, the deposition of barrier layers is required in order to prevent diffusion of iron and other undesired metal atoms. Al2O3 is preferred as a barrier layer due to its unique properties among others. Effects of the barrier layer thickness and thermal annealing processes on the performance of solar devices have been studied. Moreover a novel structure very thin TCO layers -AZO/metal/AZO structure- has been designed for spray pyrolyzed CuInS2/In2S3 heterojunctions. Various types of metals have been studied in AZO/metal/AZO structure to investigate the effect of material selection on TCO quality and device performance. As a result, design and optimization of back contacts and transparent electrodes was performed and effect of processing conditions on both rigid on flexible substrates analyzed deeply.
Benzer Tezler
- Bakır indiyum sülfür ince film güneş pillerinin bükülebilir ve cam alt taşlar üzerine sprey piroliz yöntemi ile üretimi
Fabrication of chalcopyrite thin film solar cells on flexible and rigid substrates by ultrasonic spray pyrolysis technique
ERKAN AYDIN
Doktora
Türkçe
2016
Fizik ve Fizik MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NURDAN DEMİRCİ SANKIR
- İnce film güneş pili uygulamaları için poliimit alt taşların yüzey modifikasyonu, metalizasyonu, bakır-indium-galyum-sülfür soğurucu tabakanın sprey piroliz yöntemi ile büyütülmesi
Surface modification and metalization of polyimide substrates and deposition of copper-indium-gallium-sulfide thin films via spray pyrolysis for thin film solar cell
HÜLYA ÜNVER
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
EnerjiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NURDAN DEMİRCİ SANKIR
PROF. DR. MEHMET PARLAK
- Synthesis and characterization of semiconductor thin films for photovoltaic applications
Bükülebilir fotovoltaik uygulamalar için yarı iletken ince filmlerin sentezi ve karakterizasyonu
TAMER TEZEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZUHAL KÜÇÜKYAVUZ
YRD. DOÇ. DR. NURDAN DEMİRCİ SANKIR
- Bükülebilir Al/Al2O3/ZnSe metal oksit yarı iletken aygıtın üretimi, yapısal, optik ve elektriksel karakterizasyonu
Production of flexible Al/Al2O3/ZnSe metal oxide semiconductor device and its structural, optical and electrical characterization
HALİL GÜRSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT ÇALIŞKAN