Passivated emitter rear side contact solar cells
Pasive edilmiş arka yüzey kontak güneş hücreleri
- Tez No: 441970
- Danışmanlar: PROF. DR. RAŞİT TURAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 113
Özet
Bu tez çalışmasının amacı pasive edilen yayıcı arka kontak güneş hücresi (PERC) üretim basamakları ve çalışma prensiplerini irdelemek ve çalışan PERC güneş hücresi üretmek. PERC güneş hücreleri yüksek verimliliğinden ve düşük üretim maaliyetinden ötürü güneş panelleri endüstrisinde gelecek vaadeden önemli bir güneş paneli çeşididir. PERC güneş hücresinin arka yüzeyi dielektrik malzemeyle kaplanarak mikro deliklerin açılması elektronların birleşme zamanını arttırarak toplam verimliliği arttırmaktadır. Bunlara ek olarak hücrenin üst piramitlerle yapılandırılması ve arka yüzeyinin parlatılması ışığı daha iyi güneş hücresinin içine hapsederek uzun dalga boylarından verimlilik elde etmemizi sağlar. Bu sebeplerden ötürü PERC güneş hücreleri güneş enerji sektöründe çok değerli bir yere sahiptir. PERC güneş hücrelerinin çalışma prensibi standart fotovoltaik güneş hücrelerinin çalışma prensibine çok benzerdir. Lakin PERC güneş hücresinin dizayn farkından ötürü çeşitli avantajları vardır. PERC güneş hücre dizaynının standart güneş hücresinden en önemli farkı lokal arka yüzey alan kontakları ve arka yüzey pasivasyon katmanıdır. PERC güneş hücresinin arka yüzeyine kaplanan dielektrik katman ve lazerle açılan delikler elektronların tekrar birleşmesini yavaşlatarak hücrede toplam elde edilen verimliliği arttırır. viii Eğer bir elektron standard güneş hücresinin arka yüzeyine yakın üretilirse, o elektron arka yüzey metalizasyon katmanı tarafından yeniden birleştirilir ve toplam üretilen akıma katılmaz. Lakin PERC güneş hücrelerindeki dielektrik katman, elektron-alüminyum metalizasyon katmanı arasındaki çekimi güçlendirmektedir. Bu sayede, çoğu elektron tükenim bölgesine ulaşarak akıma katkı sağlamaktadır. Arka yüzey metal kaplama yüzde parametresi PERC güneş hücreleri için en önemli değişkendir. Lazer parametreleri iletim çizgi yüntemi (TLM) ölçümleriyle optimize edilmiştir. Bu tez çalışmasında, 1064 nm dalga boyu, 200 ns darbe süresi, 4.5 kWatt maksimum gücü (30kHz için) ve 30 μm odak nokta boyutuna sahip EO Technics Super Mark GF darbeli (nanosaniye) lazer kullanılmıştır. Lazer ablasyon parametreleri; %100 güçte (27.5 Watt), 5493 mm/s hızda ve %25 güçte (4.75 Watt), 586mm/s hızda olmak üzere 2 tane seçilmiştir. Arka yüzey metal kaplama yüzde parametresi optimizasyonu da hedeflenmiştir. %100 güçte ve 5493 mm/s lazer parametresinde ve %10 arka yüzey kaplama yüzdesinde en yüksek 14.1 verimlilik elde edilmiştir. Ek olarak, PERC güneş hücresi üretim sonuçları referans güneş hücresi üretimini sonuçlarından daha yüksek elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
The purpose of this research is to identify the production processes and working principles of passivated emitter and rear contact (PERC) solar cells and produce working PERC samples. PERC solar cells are extremely promising among next generation industrialized solar cells due to their high efficiencies and low costs. Backside of a PERC cell is coated with dielectric layer with micro holes that increases the recombination time thus increases the overall efficiency. Moreover, the top surface of the cell is textured with pyramids and bottom surface of the cell is polished which provides better light confinement as well as increases quantum efficiencies at longer wavelengths. Thus, PERC cells have crucial importance for the solar cell industry. PERC solar cell's working principle is very close to standard photovoltaic solar cell working principle. However, PERC cells have some benefits due to its design difference. The most important difference of PERC cell design is local back surface field metal contacts and passivation layer. Backside of a PERC cell is coated with dielectric layer with laser opening holes for back surface metal contacts that decrease the recombination which is directly associated to the overall efficiency. If an electron is generated near the rear side of the conventional solar cell, it is recombined by back vi surface metallization layer and it doesn't contribute to the overall cell current. However, the dielectric layer of PERC solar cells restrains the electron-aluminium metallization layer attraction. Hence, most of the electrons do reach the depletion region and contribute to the current. Back side metal coverage percentage is the most important parameter for PERC solar cells. With the Transmission Line Method (TLM) measurements, laser parameters were optimized. In this thesis work, EO Technics Super Mark GF pulsed (nanosecond) laser having 1064 nm wavelength, 200 ns pulsed width, 4.5 kW peak power for 30kHz and 30μm focal spot size was used. Laser parameters of having 100% power (27.5 Watt), 5493 mm/s velocity and 25% power (4.75 Watt), 586mm/sec velocity were chosen for the laser ablation. Back side metal coverage percentage is also aimed to be parametrized. Power 100% and velocity 5493 mm/s laser parameter resulted in better results according to other chosen laser parameter. Highest efficiency of 14.1 was obtained with 10% back surface metal coverage percentage parameter. Moreover, PERC cell production results exceeded the results of reference cell produced.
Benzer Tezler
- Improving the performance of monocrystalline silicon PERC solar cells by optimizing front and rear metallization
Ön ve arka metalizasyon optimizasyonuyla tek kristal silisyum PERC güneş hücrelerinin performansını artırmak
HASAN ASAV
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Mühendislik BilimleriOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAŞİT TURAN
DOÇ. DR. SELÇUK YERCİ
- Optimization of laser processing for PERC type c-Ci solar cells
PERC tipi güneş hücreleri için lazer prosesi optimizasyonu
EZGİ GENÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAŞİT TURAN
DOÇ. DR. EMRULLAH GÖRKEM GÜNBAŞ
- Integration of silica aerogel film as rear reflector to silicon solar cells and anti-reflective coating to solar panels
Silika aerojel filmin arka yansıtıcı olarak silisyum güneş hücrelerine ve yansıma önleyici kaplama olarak güneş panellerine entegrasyonu
DAMLA KOÇAK
Doktora
İngilizce
2023
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELÇUK YERCİ
PROF. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN
- Optimization of novel passivation and carrier selective layers on crystalline silicon solar cell technologies
Kristal silisyum güneş hücresi teknolojilerinde yeni nesil pasivasyon ve taşıyıcı seçici katmanların optimizasyonu
GAMZE KÖKBUDAK BALDAN
Doktora
İngilizce
2023
Bilim ve TeknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAŞİT TURAN
- Optimization of phosphorus emitter using POCl3 diffusion for PERC cells
PERC tipi hücreler için POCl3 difüzyonu ile emitör optimizasyonu
AHMET EMİN KEÇECİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
EnerjiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAŞİT TURAN
DOÇ. DR. SELÇUK YERCİ