Fabrication and characterization of thin-film GaAs solar cells peeled-off from Si substrates
Si alttaş üzerinden kaldırılan ince film GaAs güneş hücrelerinin fabrikasyonu ve karakterizasyonu
- Tez No: 673501
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUSTAFA KULAKCI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Savunma ve Savunma Teknolojileri, Physics and Physics Engineering, Engineering Sciences, Defense and Defense Technologies
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 94
Özet
Günümüzde, GaAs tabanlı III-V grubu güneş hücreleri fotovoltaik teknolojilerdeki en verimli ve radyasyona dayanıklı hücre teknolojileridir. Tek kristal III-V grubu alttaşların yüksek maliyeti GaAs yarıiletkeninin fotovoltaik uygulamalarda kullanımını sınırlamaktadır. Bu nedenle, III-V grubu aygıtların daha ucuz olan Si alttaşların üzerine büyütülmesi son zamanlarda büyük ilgi görmektedir. Ayrıca, epitaksiyel ince film kaldırma (ELO) yöntemi hücre yapısının büyütüldüğü alttaşların defalarca başka hücre büyütmelerinde kullanılmasına izin verdiğinden maliyeti ilaveten azaltmaktadır. Bu çalışmada, ince film GaAs güneş hücre yapıları ters sırada 4o sapma açısıyla kesilmiş Si (100) alttaşlar üzerine moleküler demet epitaksi yöntemiyle büyütülmüştür. İnce film hücre yapıları farklı base kalınlıklarında n-tpi ve p-tipi hücre olarak büyütülmüştür. Termal döngüde tavlama işleminin kristal kalitesini iyileştirmedeki etkisi araştırılmıştır. Hücre yapılarında dislokasyon engelleyici olarak gergin katmanlı süperörgü (SLS) kullanılmıştır. Esnek ince film GaAs güneş hücresi fabrikasyonu için iki farklı yöntem kullanıldı. Bu yöntemlerin fabrikasyon aşamaları ayrıntılı olarak incelenmiş, ince filmler üzerindeki etkileri karşılaştırılmış ve analiz edilmiştir. Hem alttaş üzerine büyütülen yapısının hem de fabrikasyon sonrası ince film haline getirilmiş güneş hücrelerinin optiksel ve yapısal karakterizasyonları taramalı elektron mikroskopu, geçirimli elektron mikroskopu, yüksek çözünürlüklü X-ışını kırınımı ve fotolüminesans spektroskopisi kullanılarak incelenmiştir. Ayrıca, Si üzerinden kaldırılan ve fabrikasyon yapılan ince film GaAs güneş hücrelerinin kuantum verimliliği ve I-V ölçümleri ilk defa başarılı bir şekilde bu tez çalışması kapsamında gerçekleştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
GaAs based III-V group solar cells are the most efficient and radiation resistant cell technologies in the photovoltaic technologies at present. The high cost of single crystal III-V wafers limits the use of GaAs in photovoltaic applications. Therefore, heteroepitaxial growth of group III-V materials and devices on cheaper Si substrate has been attracting huge interests recently. Also, epitaxial lift-off (ELO) technique can be used to reduce the substrate cost more possible by re-using the substrate to grow solar cell multiple times in sequential way. In this work, GaAs solar cell structures were grown in reverse order on 4o miscut (100) Si substrates by molecular beam epitaxy (MBE) system. Thin-film cell structures were designed as p-type and n-type with a different base layer thicknesses. Effect of thermal cycle annealing process has been investigated to enhance crystal quality. Strain layer super lattice (SLS) was used in the cell structures as dislocation filter. Two different processing methods were applied to obtain flexible thin-film GaAs solar cell. The processing stages of these two methods have been studied in detail and the effects of processing methods on thin-film quality were compared and analyzed. Optical and structural characterization of both grown samples and fabricated thin-film cells have been studied in detail by using various characterization techniques such as scanning electron microscope, transmission electron microscopy, high resolution X-ray diffraction and photoluminescence spectroscopy. Besides, quantum efficiency and I-V curve of flexible and lightweight GaAs thin-film solar cells peeled-off from Si substrate were fabricated and tested for the first time in this thesis study.
Benzer Tezler
- Nano-scale chemically modified thin film characterization for chemical mechanical planarization applications
Nano-boyutta kimyasal modifiye edilmiş ince filmlerin kimyasal-mekanik düzleştirme uygulamaları için karakterizasyonu
AYŞE KARAGÖZ
Doktora
İngilizce
2015
Mühendislik BilimleriÖzyeğin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜL BAHAR BAŞIM DOĞAN
- İnce film gaz sensörlerinin üretimi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of thin film gas sensors
FURKAN CENGİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Metalurji MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KADRİ VEFA EZİRMİK
- Fabrication and characterization of support layer for thin film nanocomposite desalination membranes
İnce film nanokompozit desalinasyon membranları için destek tabakası üretimi ve karakterizasyonu
KADER ÖZGÜR
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET GÖKTUĞ AHUNBAY
- Ultrasonık spreyleme ve termal buharlaştırma yöntemleri kullanılarak MgB2 süperiletken ince filmlerin üretilmesi ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of MgB2 thin film superconductors by using ultrasonic spray pryolysis(USP) and thermal evaporation (TBY) methods
ZEHRA DENİZ YAKINCI
Doktora
Türkçe
2010
Fizik ve Fizik MühendisliğiFırat ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YILDIRIM AYDOĞDU
- Gümüş ile katkılanmış tio2 ince filmlerin üretimi ve karakterizasyonu
Fabri̇cati̇on and characteri̇zati̇on of si̇lver dopi̇ng tio2 thi̇n_fi̇lms
BURÇİN TAÇ