Optimization and characterization of polysilicon fabricated by e-beam evaporation for passivating contact silicon (topcon) solar cells
Pasifleştiren kontaklı silisyum tabanlı güneş hücresi (topcon) uygulamaları için elektron demeti ile üretilmiş polisilisyum yapıların optimizasyonu ve karakterizasyonu
- Tez No: 767449
- Danışmanlar: PROF. DR. RAŞİT TURAN, PROF. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Fiziksel buhar biriktirme, Güneş hücreleri, Kristalleşme, Polisilisyum, Physical vapour deposition, Solar cells, Crystallization, Polysilicon
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Taşıyıcı seçici pasifleştirme kontakları, c-Si/metal temas yüzeylerinde azınlık taşıyıcı rekombinasyon hızlarını azaltarak daha yüksek dönüşüm verimliliğine izin vermmektedir. Fotovoltaik öncüleri, katkılı polisilikon (poli-Si) katmanların silikon oksit (SiOx) üzerindeki olağanüstü pasifleştirme özelliklerini araştırıyorlar. Fotovoltaik endüstrisi uzmanları, PV endüstrisinin geleceği olarak poli-Si/SiOx yapıları (TOPCon) için parlak bir gelecek öngörüyor plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) ve low-pressure chemical vapor deposition (LPCVD) gibi CVD yöntemleri mevcut olsa bile, efüzyon hücreleri ile donatılmış elektron demet buharlaştırma (e-Beam EC) sistemini kullanarak poli-Si tabaka üretimi yanı sıra üretim maliyetini en aza indirmek mümkündür. E-demet teknolojisi, üretim sürecinden PH3 ve B2H6 gibi tehlikeli proses gazlarının kullanımını da ortadan kaldırır. Pasifleştirme temas uygulamaları, e-Beam EC üretilmiş p-tipi a-Si katmanları kullanılarak araştırılırken, n-tipi a-Si katmanını hücrenin diğer tarafında büyütmek için düşük sıcaklıkta PECVD kullanıldı. Bor ve fosfor katkılı kristalizasyon sıcaklıklarının doping aktivasyonu üzerindeki etkisini araştırılmıştır. Fazladan Hidrojene eklenmeyen bu p-a-Si tabakası, boron-hidrojen komplekslerinin yokluğunda boron katkılamanın düşük sıcaklıkta aktivasyonu için idealdir. Sonuçta, hücrenin her iki tarafında aynı anda döküntüsüz p-poli ve n-poli katmanları geliştirilmiştir. Ek hidrojenlendirme adımları ve ITO büyütme, hidrojenlendirilmeyen pasifleştirici kontakların kusurlarını iyileştirir. Bu çalışma sonucunda p-poly tarafında %17.7, n-poly tarafında %20.2 verimliliğe ulaşan çift taraflı TOPCon hücreleri üretilmiştir.
Özet (Çeviri)
Carrier selective passivating contacts have permitted higher conversion efficiencies by decreasing minority carrier recombination velocities at c-Si/metal contact surfaces. Pioneers of photovoltaics (PV) are investigating the remarkable passivation properties of doped polysilicon (poly-Si) layers over silicon oxide (SiOx). Photovoltaic industry experts are predicting a bright future for poly-Si/SiOx structures (TOPCon), as the future of the PV industry. It is possible to minimize the cost of poly-Si layer deposition by using e-beam evaporation equipped with effusion cells (e-Beam EC), even if Chemical Vapor Deposition (CVD) methods such as plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) and low-pressure chemical vapor deposition (LPCVD) are available. The e-beam EC technology also eliminates the use of hazardous process gases, such as PH3 and B2H6, from the manufacturing process. Passivating contact applications were investigated using e-beam-deposited p-type a-Si layers, while low temperature PECVD was used to deposit the n-type a-Si layer on the opposite side. We investigate the impact of boron and phosphorous dopant crystallization temperatures on doping activation. This layer of p-a-Si, which is non-hydrogenated, is ideal for low temperature activation of boron doping in the absence of boron-hydrogen complexes. Ultimately, blister-free p-poly and n-poly layers develop concurrently on both sides of the cell. Additional hydrogenation steps and ITO deposition heal the defects of the non-hydrogenated passivating contacts. As a result of this study, we fabricate bifacial TOPCon cells which reach an efficiency of 17.7% on the p-poly side and 20.2% on the n-poly side.
Benzer Tezler
- Polycrystalline silicon thin film processing on glass substrates for photovoltaic applications
Fotovoltaik uygulamalar için cam alttaş üzerine silisyum ince filmlerin üretimi
MEHMET KARAMAN
Doktora
İngilizce
2016
EnerjiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. RAŞİT TURAN
DOÇ. DR. ÖZGE TÜZÜN ÖZMEN
- A MEMS thermoelectric energy harvester for energy generation in mobile systems
Mobil sistemlerde enerji harmanlama için MEMS termoelektrik enerji üreteci
EMRE TAN TOPAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. HALUK KÜLAH
PROF. DR. TUNA BALKAN
- Optimisation of doping processes for passivating contact solar cells
Pasivasyon sağlayan kontaklara sahip güneş hücreleri için katkılama isleminin optimizasyonu
HASSAN MOHAMED OSMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
EnerjiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. RAŞİT TURAN
DOÇ. DR. SELÇUK YERCİ
- Nanosecond pulsed infrared laser inducedcrystallization of amorphous silicon films forpotential photovoltaic applications
Potansiyel fotovoltaik uygulamalar için amorf silisyumfilmlerin nanosaniye kızılötesi atımlı lazer yardımıylakristalizasyonu
KAMİL ÇINAR
Doktora
İngilizce
2018
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALPAN BEK
- Fabrication and characterization of PEDOT:PSS hole transport layers for silicon solar cells
Silisyum güneş hücreleri için PEDOT:PSS delik geçirgen tabakaların üretimi ve karakterizasyonu
DENİZ TÜRKAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Mühendislik BilimleriOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DR. ÖĞR. ÜYESİ SELÇUK YERCİ
PROF. DR. RAŞİT TURAN