Optimization of silicon-oxynitride thin films for crystalline silicon(C-Si) perc cell
Silikon oksinitrat ince filmlerinin kristal silikon (C-Si) perc hücre için optimizasyonu
- Tez No: 742347
- Danışmanlar: PROF. DR. RAŞİT TURAN, PROF. DR. AYŞE ÇİĞDEM ERÇELEBİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 85
Özet
PECVD ile biriktirilen SiNx ince filmi özellikle PERC güneş hücre tipinde yansıma önleyici ve pasivasyon tabakası olarak PV endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır [1]. Fakat optik ve elektriksel özelliklerinin kısıtlı olması yüksek güneş hücresi verimlerine ulaşılmasına engel olmaktadır. Bu sebeple alternatif olarak optik sabiti silisyum dioksit (SiO2) tabakası değerlerine inebilen SiOxNy ince filmi geliştirildi [2]. Bu tezde, biriktirilen SiNx ve SiOxNy filmleri SE, FTIR, C-V ve PCD gibi çeşitli ölçüm metotlarıyla karakterize edildi. FTIR ölçümleri, filmlerin optik sabiti arttıkça H miktarlarının arttığını ortaya koydu. SiNx filminin optik sabiti azaldıkça Qf değeri daha yüksek değerlere ulaşırken Dit değeri önemli ölçüde azaldı. Si-O yoğunluğunun daha yüksek olmasından dolayı en düşük Dit değeri optik sabiti 1.73 olan SiOxNy filmi ile elde edildi. Üretilen simetrik örnekler, SiNx filminin altına birkaç nanometre SiOxNy katmanının biriktirilmesisin hem n hem de p-tipi katkısız gofretlerin iVoc değerlerini geliştirdiğini gösterdi. Tepe ısıl işlem sıcaklığı artışı ile Al2O3/SiNx yığınının daha düşük optik sabitli SiNx filminin Qf değeri gelişti. iVoc değerlerinin daha yüksek tepe sıcaklıklarına direnmesi, SiNx filmindeki düşük H miktarı ile ilişkilendirildi. Yansıma/sönümleme kayıplarını karşılaştırmak için optimize edilen ARC tabakaları, OPAL 2 ile simüle edildi [3]. Ara yüzeye biriktirilen düşük optik sabitli SiNx filmi ile ışığın ince film içerisinde sönümlenmesi azaldı. Ayrıca tek başına biriktirilen SiNx katmanına kıyasla, SiNx üzerine SiOxNy filminin biriktirilmesi U-V bölgesinde yansımanın azalmasıyla sonuçlandı. Simülasyon sonuçları kapsamında, JGen değeri net 0.19 mA.cm-2 olarak gelişti. Üretilen PERC güneş hücrelerinin I-V sonuçlarına göre, Jsc değerleri simülasyon sonuçlarıyla aynı eğilimde olduğu görüldü ve böylelikle daha yüksek fotodönüşüm verimleri elde edildi.
Özet (Çeviri)
PECVD deposited SiNx has been used in PV industry especially for PERC solar cell as anti-reflection coating (ARC) and passivating layer [1]. However, its limited optical and electrical properties create a barrier for achieving higher solar cell efficiencies. For that reason, an alternative is introduced that is SiOxNy thin film with adjustable refractive index can be tuned as low as SiO2 [2]. In this thesis, deposited SiNx and SiOxNy films were characterized by various measurement methods such as SE, FTIR, C-V and PCD. FTIR measurements revealed that H content of the films increases for higher refractive indices. While Qf of the SiNx films becomes higher, Dit reduces significantly for lower indices. SiOxNy film with index of 1.73 has the smallest Dit value which is related to higher Si-O density. Fabricated symmetrical samples showed that depositing few nm of SiOxNy layer beneath the SiNx film improves iVoc values of both n and p-type undoped wafers. Qf of Al2O3/SiNx stack with lower index of SiNx film improved with peak firing temperature. iVoc values resisted to higher peaks which is attributed to lower H content in the SiNx film. Optimized ARC layers were simulated with OPAL 2 for comparing absorption/reflection losses [3]. SiNx with lower index at the interface reduced the absorption of light in the thin film. Also, depositing SiOxNy on top of SiNx film resulted in lower reflection in U-V region compared to single layer SiNx film. In the scope of the simulation results, JGen improved with absolute 0.19 mA.cm-2. According to I-V results of the fabricated PERC solar cells, Jsc values were in the same trend as the simulation results, thus resulting in higher photoconversion efficiency.
Benzer Tezler
- Optimization of novel passivation and carrier selective layers on crystalline silicon solar cell technologies
Kristal silisyum güneş hücresi teknolojilerinde yeni nesil pasivasyon ve taşıyıcı seçici katmanların optimizasyonu
GAMZE KÖKBUDAK BALDAN
Doktora
İngilizce
2023
Bilim ve TeknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAŞİT TURAN
- Thin film coatings with various materials and techniques for smart glass applications
Akıllı cam uygulamaları için farklı malzemeler ve tekniklerle ince film kaplamalar
AYŞE DİCEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA ZAYİM
- Silicon based dielectrics: Growth, characterization, and applications in integrated optics
Silisyum tabanlı dielektrikler: Tümleşik optikte kullanıma yönelik büyütme ve inceleme
FERİDUN AY
Doktora
İngilizce
2005
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATİLLA AYDINLI
- Optimization of fabrication steps for n-type c-Si solar cells
N-tipi kristal silisyum güneş gözesi üretimi için fabrikasyon basamaklarının optimizasyonu
EFE ORHAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
EnerjiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN
PROF. DR. RAŞİT TURAN
- Efficiency optimization of silicon solar cells
Başlık çevirisi yok
HASAN GÖKPINAR
Yüksek Lisans
İngilizce
1988
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiDOÇ. DR. MÜZEYYEN SARITAŞ