Geri Dön

Improving the performance of monocrystalline silicon PERC solar cells by optimizing front and rear metallization

Ön ve arka metalizasyon optimizasyonuyla tek kristal silisyum PERC güneş hücrelerinin performansını artırmak

  1. Tez No: 744556
  2. Yazar: HASAN ASAV
  3. Danışmanlar: PROF. DR. RAŞİT TURAN, DOÇ. DR. SELÇUK YERCİ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 107

Özet

Silisyum fotovoltaikler, toplam payın %95'inden fazlasını oluşturan güneş pili pazarına hakimdir. Silisyum güneş pillerinin üretim süreci, güneş pili dönüşüm verimliliği üzerinde önemli bir etkisi olan bazı önemli adımları içerir. Bu adımlar temel olarak yüzey tekstüre etme, difüzyon, yansıma önleyici kaplamalar ve metalizasyon olarak kategorize edilir. Bu önemli adımlar arasında metalizasyon, güneş pilinin elektriksel ve optik kayıplarının azaltılması ve kontrolü için önemli bir adımdır. Elektrik kontaklarının oluşumu, güneş pilinin ön ve arka yüzeylerindeki metal tabakalar ile sağlanır. Bu tez çalışmasında, hücre performansını iyileştirmek için pasifleştirilmiş emitör ve arka temaslı (PERC) güneş pilleri için metalizasyonun optimizasyonu incelenmiştir. PERC güneş pili için arka taraf metal temas oluşumu, hücrenin arka yüzeyinden silisyum alt tabakaya bir yol sağlayan lazer temas açma (LCO) işlemi ile güçlü bir şekilde bağlantılıdır. Bu nedenle, LCO'nun optimizasyonu, arka pasivasyon yığınından kaynaklanan kayıpları en aza indirmek için çalışmanın gerekli bir parçasıdır. Bu amaçla, farklı LCO'lar çalışılmış ve üretilen PERC güneş pillerinde arka taraf için optimum metal fraksiyonu gerçekleştirilmiştir. Arka taraftaki bu optimizasyonlar sayesinde ortalama 6 mV hücre Voc artışı elde edilir. Bu çalışmadaki metalizasyon işlemi, PERC güneş pilinin ön ve arka metal kontaklarının oluşumu için bir serigrafi yöntemine dayanmaktadır. Ön metal tasarımı tasarlamak ve simüle etmek için GriddlerPro simülasyon programı kullanılır. Daha sonra ön metal kontakların analizi detaylı bir şekilde yapılır. Bu optimizasyonlardan sonra kontak yakma adımı incelenir ve yeni geliştirilen reçete ODTÜ-GÜNAM laboratuvarlarına kazandırılır. Yeni hücre tasarımları hızla büyürken, gelecekteki hedeflerimiz bu yeni gelişmeleri yakından takip etmeyi ve hücre performansını artırabilecek yeni metalizasyon şemalarını kullanmayı içerecektir.

Özet (Çeviri)

Silicon photovoltaics dominates the solar cell market, accounting for over 95% of the total share. The fabrication process of silicon solar cells includes some crucial steps that have a significant impact on solar cell conversion efficiency. These steps are mainly categorized as surface texturization, diffusion, antireflective coatings, and metallization. Among these crucial steps, metallization is a key step for the reduction and control of the electrical and optical losses of the solar cell. The formation of the electrical contacts is achieved by the metal layers on the front and back surfaces of the solar cell. In this M.Sc. thesis, optimization of the metallization is studied for passivated emitter and rear contact (PERC) solar cells to improve cell performance. Rear side metal contact formation for the PERC solar cell is strongly linked with the laser contact opening (LCO) process which provides a path from the rear surface of the cell to the silicon substrate. Therefore, optimization of LCO is a necessary part of the study to minimize the losses from the rear passivation stack. With this aim, different LCOs are studied and the optimum metal fraction for the rear side is performed on the fabricated PERC solar cells. An average of 6 mV cell Voc increase is gained thanks to these optimizations on the rear side. The metallization process in this study is based on a screen-printing method for the formation of front and rear metal contacts of the PERC solar cell. A GriddlerPro simulation program is utilized to design and simulate the front metal design. Then, the analysis of front metal contacts is done thoroughly. After these optimizations, the fast-firing step is studied and a newly developed recipe is brought to the ODTÜ-GÜNAM laboratories. While new cell designs are rapidly growing, our future goals will include following these new advances closely and employing new metallization schemes that can enhance cell performance.

Benzer Tezler

  1. Comparative investigation for PV modules performance equipped with a back surface cooling system

    Arka yüzey soğutma sistemi ile donatılan PV modüllerin performansının karşılaştırmalı incelenmesi

    AHMED AL-JUMAILI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Makine MühendisliğiAltınbaş Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ YASER ALAIWI

  2. An experimental study of improving the performance of photovoltaic solar module using upper and lower water cooling: A case study of Iraq

    Üst ve alt su soğutma kullanılarak fotovoltaik güneş modülünün performansının iyileştirilmesine yönelik deneysel bir çalışma: Irak örneği

    AHMED KADHIM MOHAMMED AL-MAMOORI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Makine MühendisliğiKarabük Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET BAKIRCI

  3. Experimental investigation of the energy and exergy performance of a hybrid solar dryer unit

    Bir hibrit güneş enerjili kurutucu ünitesinin enerji ve ekserji performansının deneysel incelenmesi

    MOAMIN MUWAFAQ DHANNOON

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    EnerjiKarabük Üniversitesi

    Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SELÇUK SELİMLİ

  4. Enhancing photovoltaic system performance through NARX-LSTM forecasting and neuro-controller based MPPT techniques

    NARX-LSTM tahmın ve nöro-denetleyici temelli MPPT teknikleri vasıtasıyla fotovoltaık sistem performansının artırılması

    OUBAH ISMAN OKIEH

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞAHİN SERHAT ŞEKER

  5. Şebekeye bağlı fotovoltaik çatı sisteminin performans analizi

    Performance analysis of grid-connected photovoltaic roof system

    ÖZGE ÖZCAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ERCAN İZGİ