Plazmonik nanoparçacıkların güneş hücrelerinin verimine etkileri
The effects of plasmonic nanoparticles on solar cell efficiency
- Tez No: 692495
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ DİNÇER GÖKCEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 166
Özet
Artan enerji ihtiyaçlarının temiz ve yenilenebilir kaynaklar ile karşılanması çevresel ve ekonomik sürdürülebilirlik adına çok önemlidir. Yenilenebilir enerji kaynaklarından olan güneş hücrelerinin verim ve maliyetlerinde yapılacak iyileştirmeler bu kaynağın tercih edilmesinde önemli rol oynayacaktır. Bunu sağlamak adına plazmonik nanoparçacıkların özgün optik karakteristiklerinin ve güneş hücresi üzerine uygulamalarının araştırılması amaçlanmıştır. Bu kapsamda güneş hücresi içerisinde yer alan plazmonik nanoparçacıkların bu kayıplı ortam içerisindeki optik özelliklerini incelemek için bir formülasyon geliştirilmiştir. Bu yöntem kullanılarak değişik parametre ve yapıların nanoparçacık karakteristiklerine etkileri incelenmiştir. Karakteristikleri belirlenen nanoparçacıkların güneş hücresi tarafından emilen optik güce etkisi hesaplanmıştır. Bu yolla nanoparçacıkların güneş hücrelerinde optimal kullanımı ve hücre emiliminde sağladıkları artış değerlendirilmiştir. Nanoparçacıkların hücre içerisinde kullanımı ile birkaç kata kadar emilim artışı görülmüş ve ince güneş hücrelerinde daha etkili oldukları gözlemlenmiştir. 200 nm kalınlığındaki silisyum emilimi hücre içerisine eklenen gümüş nanoparçacıklar ile 6.8 katına çıkmıştır. Bu artış 1 µm kalınlığındaki silisyum hücrede ise 2.48 kattır. Plazmonik nanoparçacıkların çok eklemli güneş hücrelerinde kullanımı ele alınmıştır. Farklı özelliklere sahip nanoparçacıkların birlikte kullanılmasıyla geniş bir ışık spektrumunda verim artışı sağlanmıştır. Böylece nanoparçacıkların güneş hücrelerinde kullanımının verimde artış ve malzeme maliyetinden kazanç elde edilmesini sağlayabileceği gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
For environmental and economic sustainability it is very important to meet the increasing energy needs with clean and renewable resources. Improvements made in the efficiency and cost of solar cells will be crucial in the future role of this renewable energy source. To achieve this, the unique optical characteristics of plasmonic nanoparticles and their applications on solar cells are investigated. In this regard, a formulation is developed to examine the optical properties of plasmonic nanoparticles in the lossy medium of a solar cell. Using this method, the effects of different parameters and structures on nanoparticle characteristics are investigated. The effect of the characterized nanoparticles on the optical power absorption of the solar cell is calculated. In this way, the optimal use of nanoparticles in solar cells and their contribution to cell absorption are determined. With the addition of nanoparticles inside the cell, an absorption increase of up to several times is observed with increased effects in thinner solar cells. The absorption of a 200 nm thick silicon cell is increased by a factor of 6.8 when silver nanoparticles are incorporated. This increase is 2.48 times for a 1 µm thick silicon cell. The use of plasmonic nanoparticles in multi-junction solar cells is also evaluated. The efficiency of the cell is increased in a wide spectrum of light by jointly using nanoparticles with different properties. Thus, it is shown that the use of nanoparticles in solar cells can provide an increase in efficiency and decrease in material costs.
Benzer Tezler
- Investigating the effects of nanostructured dielectric lithium fluoride and plasmonic gold interlayers in organic photovoltaics, including the use of In-Situ impedance spectroscopy
Nanoyapılandırılmış dielektrik lityum florür ve plazmonik altın aratabakaların organik fotovoltaikler üzerindeki etkilerinin In-Situ impedans spektroskopisi de dahil incelenmesi
HASAN KURT
- Metal nanoparçacıklarla katkılanmış iletken polimerlerle, organik güneş hücrelerinin geliştirilmesi
Development of solar cells with metal nanoparticle doped conducting polymers
NESRİN TÖRE
Doktora
Türkçe
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SAVAŞ BERBER
- CZTS ince film güneş pilleri için plazmonik etki ile güneş pili veriminin arttırılması
Increasing solar cell efficiency with plasmonic effects for CZTS thin film solar cells
SERAP YİĞİT GEZGİN
- Metal-insulator multistacks for absorption and photodetection
Emilim ve foto algılama için metal-yarı iletken çoklu istifleri
SINA ABEDINI DERESHGI
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKMEL ÖZBAY
- Surface coverage control of self organized plasmonic nanostructures at interfaces of photovoltaics related materials
Fotovoltaik malzemelerin arayüzlerinin kendiliğinden oluşumlu plazmonik nano yapılarla kontrollü oranda kaplanması
GİZEM BİRANT
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALPAN BEK