On the performance limits for crystalline silicon solar cells: A theoretical study
Kristal silisyum güneş pillerinin performans limitleri üzerine: Teorik bir çalışma
- Tez No: 652241
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HAYRİYE SERRA ALTINOLUK, DOÇ. DR. PINAR DOĞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 70
Özet
Enerji, bütün dünyada hayatı sürdürebilmek için önemli ve vazgeçilmez bir parçadır. Günümüzde en çok tüketilen enerji kaynakları petrol, kömür ve doğal gazdır. Bu enerji kaynakları günlük hayatta azami kullanımda olmasına rağmen, birçok dezavantajları vardır; yenilenebilir enerji kaynakları olmaması, nispeten yüksek maliyete sahip olması ve çevreye geri dönüşü olmayan olumsuz etkileri gibidir. Karşılaşılan sorunları çözmek ve gelecek nesillere temiz ve yaşanabilir bir çevre bırakabilmek adına bir şeyler yapılmalıdır. Araştırmacıların başlangıç noktası temiz, yenilenebilir, ucuz bir enerji kaynağı bulmak oldu ve en etkili çözümün güneş enerjisinden sağlanabileceğini öngördüler. Güneşten elde edilebilecek enerjinin yüksek potansiyele sahip olmasını fark ettiler ve fotovoltaik teknoloji (FT) olarak adlandırdılar. FT, güneş pili kullanarak güneşten gelen ışığı elektrik enerjisine dönüştürmenin teknolojisidir. Güneş enerjisi, yüksek potansiyele sahip olması nedeniyle rüzgâr enerjisi, jeotermal gibi diğer yenilenebilir enerji kaynakları arasında en umut verici enerji kaynağıdır. FT, Silisyum (Si), Galyum Arsenit (GaAs), Germanyum (Ge) gibi yarı iletken malzemelere dayanmaktadır. Si düşük maliyeti ve yeryüzünde çokça bulunması nedeni ile en çok kullanılan ve tercih edilen yarı iletken malzeme olmuştur. Bu çalışmada, PC1D simülasyon programı kullanılarak Si güneş pilinin optik ve elektriksel parametrelerinin optimizasyonunu yaparak inceledik. Bu çalışmada optimize ettiğimiz değişkenler, soğurucu tabakanın kalınlığı ve tipi, katkılama yoğunluğu ve yansıma önleyici kaplama malzemeleri ve yüzey desenlerinin etkileridir. Üretim sonuçlarını tahmin edebilmek için herhangi bir güneş pilinin üretilmesi ön simülasyon çalışmaları gerektirir. Bahsi geçen bütün güneş pili parametrelerini gerçek dünyada, üretmek, deneysel olarak test etmek ve en iyi işlem koşullarını bulmak imkânsızdır. Doğrudan bir üretim sürecini başlatmamanın iki nedeni vardır: zaman ve maliyet. Yazılım simülasyon programları aracılığıyla işlemlerin yeni gelişmeler ile kolay ve hızlı bir şekilde tutulması önemlidir. Bu tezde, yarı iletken malzemenin elektriksel ve fiziksel özelliklerine bağlı olarak güneş pili parametrelerini yüksek doğrulukta ve çok kısa sürede yüksek verimli güneş pilleri elde edebilmek için simüle ve optimize ettik.
Özet (Çeviri)
The energy is the most important and indispensable part for humanity in all over the world. For the time being the most consumed energy sources are oil, coal, and natural gas. Although mentioned finite energy reserves are at utmost in use, they have many disadvantages, such as their not being renewable energy sources, having relatively high cost, and having negative effects are the irreversible damage types for nature. Something must be done to solve these problems and protect environment for future generations. The starting point of the researchers was trying to find a clean, infinite, cheap energy resources. The most effective solution was found to be utilizing from solar energy. They have realized the potential of the energy that can be obtained from sun and named it as photovoltaic technology (PVT). PVT is the technology of producing clean energy from sun by using a solar cell. Among the other renewable energy sources, such as wind energy, geothermal, ocean etc., sun power is the most promising energy source because of its enormous energy potential. PVT is based on semiconductor materials like Silicon (Si), Gallium Arsenide (GaAs), Germanium (Ge) etc. The most used and preferred semiconductor material is Si because of its low cost and abundance in the earth's crust. In this study, we have investigated the optimization of Si solar cell parameters from optical and electrical view by using Personal Computer One Dimensional (PC1D) software simulation program. The variables that have been optimized were the thickness and the type of the absorber layer, doping profile, antireflective coating (ARC) materials, and surface texturing effects. In order to be able to guess the process results, fabrication of any solar cells requires preliminary simulation studies. It is impossible to test all the aforementioned solar cell parameters in real world and find the best process conditions for a specific solar cell. There are two reasons for why not to directly initiate a process: time and cost. It is important for any software simulation program to keep it easy and fast with new developments in the experimental work, and in available computer working environments. In this thesis, we have simulated and optimized the solar cell parameters depending on semiconductor material's electrical and physical properties with high accuracy, and in a very short time to be able to obtain highly efficient solar cells.
Benzer Tezler
- Production of TiO2-poly (alkylenedioxythiophene) nanostructures for dssc application
Boya uyarımlı güneş pili uygulamarı için TiO2poli (alkilendioksitiyofen) nano yapılarının üretimi
TİMUÇİN BALKAN
Doktora
İngilizce
2016
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. SEZAİ SARAÇ
- Electron-selective contacts for N-type crystalline silicon solar cells: A study on an ultrathin zirconium oxide layer
Elektron-taşıyıcı kontaktlar N-tipi kristal silikon güneş hücreleri için: Ultra ince zirkonyum oksit katmanı üzerine bir çalışma
LOAY AKMAL MOSTAFA KAMAL MADBOULY
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN
PROF. DR. RAŞİT TURAN
- Development of titanium oxide thin film as electron selective passivating contact in N-type silicon solar cells
N-tipi silikon güneş hücrelerinde elektron seçici pasivasyon temasında titanyum oksit ince filmin geliştirilmesi
NASER BEYRAGHI
Doktora
İngilizce
2024
Bilim ve TeknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELÇUK YERCİ
PROF. DR. RAŞİT TURAN
- Çift taraflı fotovoltaik güç santrallerinin Edirne ili iklim şartları için simülasyonu ve ekonomik analizi
Simulation and economic analysis of bifacial photovoltaic power plants for Edirne province climate conditions
CÜNEYT ERKEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
EnerjiTrakya ÜniversitesiUygulamalı Bilimler ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DOĞAN ERYENER
- A comparative study of thin-film coated silicon wafer surfaces for laser-induced breakdown spectroscopic analysis of liquids
Lazer oluşturmalı plazma spektroskopisi ile sıvı analizleri için ince filn kaplı silikon gofret yüzeylerin karşılaştırmalı bir çalışması
NADİR ARAS
Doktora
İngilizce
2021
Kimyaİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞERİFE HANIM YALÇIN