Development and evaluation of laser processed light management interfaces for graphene/silicon Schottky solar cells
Grafen/silisyum Schottky güneş hücrelerı için lazerle işlenmiş ışık yönetim arayüzlerinin geliştirilmesi ve değerlendirilmesi
- Tez No: 775043
- Danışmanlar: PROF. DR. ALPAN BEK, PROF. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN
- Tez Türü: Doktora
- 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: Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 192
Özet
Grafen/silisyum Schottky güneş hücreleri, grafenin yüksek iletkenliği, yüksek şeffaflığı ve mekanik esneklik özellikleri nedeniyle son on yılda yoğun olarak çalışılan konulardan biridir. Grafen/silisyum Schottky güneş hücrelerinin performansını artırmak için kullanılan en verimli ve uzun ömürlü yöntemlerden biri silisyum yüzey yapılandırmasıdır. Işık tuzaklama adı verilen yöntem, çoklu etkileşimler yoluyla gelen ışığı kontrol ederek silisyumun ışık soğurumunu önemli ölçüde artırır. İyi bilinen rastgele piramitler yerine, ince filmlerde de uygulanabilir olan bağımsız nano delikler ve nano teller gibi nanoyapılar, etkili bir ışık tuzaklama vaat etmetkedir. Bu tezde, grafen/silisyum Schottky güneş hücreleri uygulaması için silisyum yüzeyin dokulandırılması için metal destekli aşındırma, lazerle periyodik yüzey yapılandırma ve fotokimyasal aşındırma olmak üzere üç farklı yüzey yapılandırma yöntemi kullanılmıştır. Bu çalışma, lazer destekli fotokimyasal aşındırma ve lazerle periyodik yüzey yapılandırma yöntemini kullanarak ışık yönetimi arayüzlerinin fabrikasyonunun geliştirilmesini hedeflemektedir. Diyot pompalı katı hal yüksek güçlü 532 nm CW lazer ve femtosaniye 1030 nm dalga boyunda lazer, sırasıyla fotokimyasal aşındırma ve lazerle periyodik yüzey yapılandırma yöntemleri için kaynak olarak kullanılmıştır. Ayrıca, diğer iki yöntemle ilgili sonuçları karşılaştırmak için iyi bilinen metal destekli aşındırma yöntemi kullanılmıştır. Kısmen yapılandırılmış ve tamamen yapılandırılmış yüzeyler, kusurların mevcudiyetinde çoğunluk taşıyıcının rekombinasyon oranı ve ışık soğurumu arasındaki ilişkiyi incelemek için üretilmiştir. Ana bulgu ve sonuçlar fotokimyasal aşındırma yöntemiyle dokulandırılan yüzeylerin, metal destekli aşındırma ve femtosaniye lazer aşındırma yöntemleriyle dokulandırılan yüzeylerden daha iyi performansa sahip olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Graphene/silicon Schottky solar cells are one of the extensively studied topics during the last decade due to the high conductivity, high transparency, and mechanical flexibility properties of graphene. One of the most efficient and long-lasting methods used for performance enhancement for graphene/silicon Schottky solar cells is silicon surface texturing. It significantly increases the light absorption of silicon by controlling the incoming light through multiple interactions which is called light trapping. Rather than the well-established random pyramids, nanostructures such as freestanding nanoholes and nanowires which are applicable for thin films, are promising effective light trapping. In this thesis, three different surface texturing methods of metal-assisted chemical etching, femtosecond laser-induced periodic surface structuring, and photochemical etching are used to texture the silicon surface for graphene/silicon Schottky solar cell application. The attempt is targeting the development of laser-assisted fabrication of light management interfaces using laser-induced periodic surface structuring and photochemical etching methods. Diode-pumped solid-state high-power 532 nm CW laser and a femtosecond 1030 nm wavelength laser are used as a source for photochemical etching and laser-induced periodic surface structuring methods, respectively. In addition, the well-established metal-assisted chemical etching method is used to compare the results related to the other two methods. Partially etched and fully etched surfaces are fabricated to study the relation between the enhanced light trapping and the recombination rate of the majority carrier in presence of defects. The main finding and results show that the surfaces textured by the photochemical etching method outperform the surfaces textured by metal-assisted chemical etching and laser-induced periodic surface structuring methods.
Benzer Tezler
- Mevcut bir apartman binasının alüminyum giydirme cephe sistemiyle yenilenmesinin enerji tüketimi ve CO2 emisyonu açısından değerlendirilmesi
Evaluating the renovation of an existing apartment building with an aluminum facade system in terms of energy consumption and CO2 emissions
İSMAİL KAMIŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATİCE SÖZER
- Katı atıkların depolanmasında karşılaşılan geoteknik problemler
Geotechnical problems encountered in disposal of wastes
AHMET KUTAY
- Nutrient dynamics in coastal lagoons: Dalyan lagoon case study
Kıyı lagünlerinde nütrient dinamiği: Dalyan lagünü örneği
MELİKE GÜREL
- Derin öğrenme yöntemi ile optik uydu görüntülerinden gemi tespiti
Ship detection by optical satellite images with deep learning method
OSMAN DUMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT KARTAL
- Perge antik kentinde bulunan Anıtsal çeşme (F3)'nin belgelenmesi ve koruma önerileri
Documentation and conservation proposals for the Monumental fountain (F3) of Perge
FEVZİYE DUYGU AKSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. GÜLSÜM TANYELİ
