Development of thin film GaAs p-i-n solar cells peeled-off from Si substrates
p-i-n yapıda GaAs tabanlı esnek ince film güneş hücrelerinin Si alttaşlar üzerinden geliştirilmesi
- Tez No: 722246
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUSTAFA KULAKCI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Energy, Physics and Physics Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Katıhal Fiziği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 73
Özet
III-V grubu yarı iletken güneş hücreleri en verimli fotovoltaik teknolojilerdir. Özellikle III-V grubu tabanlı GaAs güneş hücreleri, geleneksel Si güneş hücrelerine göre mükemmel optik özellikler, daha iyi elektronik hız ve daha yüksek radyasyon direnci sağlar. Bununla birlikte, tek kristal III-V tabanlı alttaşların yüksek fiyatları, fotovoltaik uygulamalarda GaAs malzemelerin kullanımını kısıtlamaktadır. Sonuç olarak, III-V güneş hücreleri için maliyet düşürme yaklaşımları birçok araştırmacının ilgisini çekmiştir. Epitaksiyel kaldırma (ELO) yöntemi; esnek, hafif ve yüksek verimli güneş hücreleri üretimi için büyük ilgi görmektedir. Yöntem ayrıca yüksek maliyetli III-V alttaşların sonraki büyütmeler için yeniden kullanılmasına izin vererek toplam maliyeti düşürür. III-V yarı iletkenlerinin düşük maliyetli Si alttaşlar üzerinde heteroepitaksiyel büyütülmesi ise diğer bir GaAs güneş hücrelerinin maliyetini düşürme yöntemidir. Si alttaşların kullanılması aynı zamanda III-V güneş hücrelerinin büyük ölçekli üretimine de olanak tanır. Bu tezde GaAs güneş hücreleri, moleküler ışın epitaksi (MBE) sistemi kullanılarak Si alttaşlar üzerine büyütülmüştür. GaAs güneş hücreleri, yük ekstraksiyonunu iyileştirmek için p-i-n tipi eklem olarak tasarlanmıştır. En iyi kristal kalitesini elde edebilmek için çeşitli dislokasyon filtre yaklaşımları kullanılmış ve etkileri karşılaştırılmıştır. ELO işleminden önce ve sonra güneş hücrelerinin optik ve yapısal karakterizasyonları yapılmıştır. Güneş hücrelerinin enerji dönüşümü ve kuantum verim değerleri ölçülmüştür. Si alttaşlardan kaldırılmış ince film GaAs p-i-n güneş hücreleri, 1.5AMG spektrumu altında %8.81 enerji dönüşüm verimliliği elde etmiştir.
Özet (Çeviri)
III-V group semiconductor solar cells are the most efficient photovoltaic technologies. In particular, III-V group based GaAs solar cells provide excellent optical properties, good electronic speed, and higher radiation resistance over conventional Si solar cells. However, the high prices of single crystal III-V based wafers restrict the use of GaAs in photovoltaic applications. As a result, cost-cutting approaches for III-V solar cells have piqued the interest of many researchers. The epitaxial lift-off (ELO) method has been receiving much interest for producing flexible, lightweight, and high-efficient solar cells. The method also allows for the reuse of pricey III-V substrates for subsequent growths, reducing overall cost. Heteroepitaxial growth of III-V semiconductors on low-cost Si substrates, on the other hand, is another method for reducing the cost of GaAs solar cells. Using Si substrates also allows for large-scale production of III-V solar cells. In this thesis, GaAs solar cells were grown on Si substrates using a molecular beam epitaxy (MBE) system. GaAs solar cells were designed as p-i-n type junctions to improve charge extraction. The effects of various types of dislocation filter approaches were compared to achieve the best crystal quality. Before and after the ELO process, optical and structural characterizations of solar cell structures were performed. The energy conversion and quantum efficiency values of the solar cell were measured. Thin-film GaAs p-i-n solar cells peeled off from Si substrates have achieved 8.81% energy conversion efficiency under the 1.5AMG spectrum.
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
- N-GaAs ve n-Si yarıiletkenler üzerinde yüzey polimerizasyon yöntemiyle elde edilmiş olan P[(EGDMA-VPCA)-SWCNT] filmlerinin oluşturduğu fotodiyot yapıların elektrik ve optik özellikleri
Electrical and optical properties of photodiode structures formed by surface polymerization of P[(EGDMA-VPCA)-SWCNT] films on n-GaAs and n-Si semiconductors
BURCU KİREZLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHİTDİN AHMETOĞLU
- Güneş pili uygulamaları için epitaksiyel gaas ince filmlerin kaldırılması ve esnek tabanlara nakli
Epitaxial lift-off of gaas thi̇n films and transferring on to the flexible carriers for solar cell applications
HAZAL ZAİMLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA KULAKCI