Surface preparation passivation and patterning techniques used in silicon based heterojunction solar cells
Silisyum tabanlı hetero-eklem güneş gözelerinde kullanılan yüzey hazırlama, pasivasyon ve patern oluşturma teknikleri
- Tez No: 463635
- Danışmanlar: PROF. DR. RAŞİT TURAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: SHJ solar cell, a-Si:H, passivation, pyramid rounding, SHJ IBC, emitter etching
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 145
Özet
Silisyum tabanlı Hetero-eklem (SHJ) güneş gözesi için, ince hidrojenize amorf silisyum katmanı Kristal silisyum katmanı ile katkılı amorf sisiyum arasına (i a-Si:H) katmanı yerleştirilmiştir. En bilinen SHJ güneş gözesi yapısı, Plazma Destekli Kimyasal Buhar Biriktirme (PECVD) tekniği ile a-Si:H katmanının düşük sıcaklıkta büyütülmesini içerir. SHJ güneş gözeleri konusundaki son çalışmalar, a-Si:H katmanının pasivasyon kalitesinin artırılması ve arka kısımda metal kontakların oluşması üzerine odaklanmaktadır. Bu tezde amaç; a-Si:H katmanının yüzey pasivasyonunu artırarak ve birbirine geçmiş arka kontak (IBC) konseptini entegre ederek, yüksek verimli SHJ güneş gözesi elde etmektir. Bu çalışmada, ıslak kimya kimyası da dahil olmak üzere çeşitli yüzey hazırlama teknikleri, güneş gözesi üretim sırasına dahil edilmiştir. Islak kimyasal işlemler, cihaz uygulamaları için gerekli olan yüzey temizliğine ulaşmak için optimize edilmiştir. Ayrıca, piramit yuvarlama işleminin, güneş gözesinin optik ve elektriksel özellikleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Ardından, i a-Si:H'ın birikim parametreleri, yüzey pasivasyonunu artırmak için optimize edilmiştir. Ayrıca, püskürtme ile oluşan hasarları iyileştirmek için optimum son tavlama işlemi parametreleri belirlenmiştir. Sonuç olarak en yüksek verimlilik, sırasıyla hücre alanı 4 cm2 ve 0.9 cm2 olan örnekler için %12.5 ve %15.8 olarak kaydedilmiştir. Bunlara ek olarak, emiter modeli için yeni bir ıslak kimyasal aşındırma yaklaşımı, SHJ IBC güneş gözesi imalatında kullanılmıştır. Dahası, emiter aşındırma işlemi için, optimize edilmiş ıslak kimyasal kimya ve uygulama koşulları, aşınmış alanların pasivasyon kalitesi açısından gösterildi. a-Si:H/silisyum nitrit (SiNx) kümesinin pasivasyon kalitesi, SHJ IBC üretim sırasındaki aşındırma yöntemiyle birleştirilerek ön yüzey pasifize edici ve yansıma önleyici katman olarak da incelenmiştir. Optimize edilmiş işlem parametrelerinin başarılı bir şekilde uygulanması sonucunda, herhangi bir yüzey yapılanması olmaksızın %18 verimliliğe sahip SHJ IBC güneş gözeleri üretimi gerçekleştirilmiştir
Özet (Çeviri)
or silicon Heterojunction (SHJ) solar cell technology features, a thin intrinsic hydrogenated amorphous silicon (i a-Si:H) layer has inserted between the crystalline silicon and doped amorphous silicon. The state of the art SHJ solar cell structure involves low temperature depositions of a-Si:H layer by means of Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) technique. Recent developments on SHJ solar cells have been focused on increasing the passivation quality of a-Si:H layer and the formation of all metal contacts on the rear side. In this thesis, the motivation is to achieve high efficiency SHJ solar cells by improving the surface passivation properties of thin a-Si:H film together with the integration of interdigitated back contact (IBC) concept. In this study, several surface preparation techniques including wet chemical chemistry were implemented to solar cell fabrication sequence. The wet chemical processes were optimized to reach the required surface cleanness appropriate for device applications. Additionally, the effects of the pyramid edge rounding process were investigated on the optical and electrical properties of the solar cell. Then, the deposition parameters of i a-Si:H were optimized to enhance surface passivation. Furthermore, the optimum post-annealing treatment parameters were determined to improve the sputtering induced damages. Consequently, the highest efficiency was recorded as 12.5% and 15.8% for the samples with the cell area of 4 cm2 and 0.9 cm2, respectively. In addition, a novel wet chemical etching approach for emitter patterning was utilized in the fabrication of SHJ IBC solar cell. Moreover, for the emitter etching process, the optimized wet chemical chemistry and application conditions were demonstrated in term of the passivation quality of the etched areas. The passivation quality of a-Si:H/silicon nitride (SiNX) stack layer was also investigated as a front surface passivation and antireflection layer by combining with the etching method in SHJ IBC fabrication sequence. As a result of the successful application of the optimized process parameters, the production of 18% efficient SHJ IBC solar cells was realized without any surface texturing.
Benzer Tezler
- Yüzey hazırlama işlemlerinin kauçuk ile metalin yapışmasına etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of surface preparation procedures on the adhesion of rubber and metal
GİZEM KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mühendislik BilimleriBursa Uludağ ÜniversitesiYüzey İşlem ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BETÜL SULTAN YILDIZ
- Mikro ölçekte elektrosprey sistemi üretimi ve karakterizasyonu
Micro scaled electrospray system fabrication and characterization
MUHAMMET RAGIP ABDULLAHOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HÜSEYİN KIZIL
- The preparation of Au/Zn-nanoparticle-doped PVA/n- SiC (MPS) structures and the investigation of their electrical and dielectric properties as function of frequency and temperature using impedance spectroscopy method
Au/Zn-nanoparçacıkla-katkılı PVA/n- SiC (MPS) yapıların hazırlanması ve elektrik ile dielektrik özelliklerinin empedans spektroskopi metodu kullanılarak frekans ve sıcaklığa bağlı incelenmesi
MOHAMMAD HUSSEIN ALI AL DHAROB
Doktora
İngilizce
2018
Fizik ve Fizik MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ KÖKCE
- Carbon nanoparticles in biology
Başlık çevirisi yok
DİDEM SANVER
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Metalurji MühendisliğiThe University of SheffieldDr. FREDERIK CLAEYSSENS
Prof. BEVERLEY J INKSON
- Iron based magnetic nanoparticles: Synthesis using different production methods, encapsulation with silica/graphene, characterization and performance tests
Demir esaslı manyetik nanopartiküller: Farklı metotlar kullanarak sentezlenmesi, silika/grafen ile enkapsülasyonu, karakterizasyonu ve performans testleri
SIDDIKA MERTDİNÇ ÜLKÜSEVEN
Doktora
İngilizce
2023
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU
DOÇ. DR. DUYGU AĞAOĞULLARI