Geri Dön

Metal destekli kimyasal aşındırma metodu ile güneş hücrelerinin optik özelliklerinin iyileştirilmesi

Improving the optical properties of solar cell with metal assisted chemical etching method

  1. Tez No: 796132
  2. Yazar: BURCU GÜMÜŞ ÇİFTCİ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. FATMA ÇİĞDEM GÜLDÜR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 105

Özet

Güneş hücresi, güneş ışığını doğrudan elektriğe dönüştüren yarı iletken bir cihazdır. Işığın soğrulmasını artırarak güneş hücresinin optik özelliklerini iyileştirmek için tez kapsamında waferın yüzeyde ters piramit morfolojisi oluşturulmuştur. Ters piramit morfolojisi Cu destekli kimyasal aşındırma metodu ile elde edilmiştir. Tek aşamalı Cu(NO3)2/HF/H2O2 sistemi ters piramit yapıları 50 0C'de elde edilmiştir. Cu destekli kimyasal aşındırma sisteminde, Cu kataliz olarak kullanılmıştır ve elektrokimyasal reaksiyon sonucunda HF'in m-Si waferı aşındırması sağlanmıştır. Tez çalışmasında aşındırma yapısını incelemek için ilk olarak farklı 0,5;1,5;4,5;13,5 M HF konsantrasyonlarında 10 dakika sabit reaksiyon süresinde incelenmiştir. Yapılan ilk çalışma sonrasında en iyi HF konsantrasyonu belirlemek için SEM ve yüzey yansıma ölçümlerinin karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. İkinci aşamada reaksiyon süresinin yüzey morfolojisine ve ışık soğurma oranlarına etkisi 5-10-15 ve 20 dakika ile incelenmiştir. Tez çalışması kapsamında, farklı HF konsantrasyon ve reaksiyon süresinin etkisini incelemek amacıyla m-Si waferın aşındırma mekanizması, SEM ile yüzey morfolojisi, yüzey yansıma oran ölçümleri ve fotolüminesans karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Güneş hücresi üretimi sonrası kuantum verimlilik ve I-V karakterizasyon çalışmaları tamamlanmıştır. Yapılan karakterizasyon çalışmaları sonucunda 300 ile 1100 nm arasında ters piramitli m-Si waferın yüzey yansıma oranı %5,97 elde edilmiştir. 4,5 M HF ve 15 dakika reaksiyon süresi sonucunda üretilen ters piramit yüzey morfolojisine sahip PERC güneş hücresinin verimliliği %22,24 ölçülmüştür. Ters piramit morfolojisine sahip güneş hücresinin verimi, alkali aşındırma ile elde edilen dik piramitli güneş hücresinden %0,23 ve akım yoğunluğu Jsc 0,19 mA/cm2 daha yüksektir.

Özet (Çeviri)

Solar cell is a semiconductor device that converts sunlight directly into electricity. In order to improve the optical properties of the solar cell by increasing the absorption of light, the inverted pyramid morphology of the wafer on the surface was created within the scope of the thesis. The inverted pyramid morphology was obtained by the Cu assisted chemical etching method. Single step chemical etching solution Cu(NO3)2/HF/H2O2 was applied to obtain inverted pyramid structures at 50 0C. In the Cu assisted chemical etching system, Cu was used as the catalysis and as a result of the electrochemical reaction, m-Si wafer was etched by HF. In order to examine the etching structure in the thesis study, different 0.5; 1.5; 4.5; 13.5 M HF concentrations were investigated firstly in constant a reaction time 10 minutes. After first experiment, SEM and reflectivity measurement characterization studies were carried out to select best HF concentration. In the second part of the experiment, the effect of reaction time on surface morphology and light absorption rates were investigated with 5-10-15 and 20 minutes. Within the scope of the thesis study, the etching mechanism of m-Si wafer, surface morphology by SEM, surface reflection ratio measurements and photoluminescence characterization studies were carried out to analyze the effects of different HF concentrations and reaction times. After solar cell production, quantum efficiency and I-V characterization studies were completed. As a result of the characterization studies, the surface reflection ratio of m-Si wafer with inverted pyramid between 300 and 1100 nm was obtained as 5.97%. The efficiency of the PERC solar cell with the inverted pyramid surface morphology produced as a result of 4.5 M HF and 15 minutes reaction time was measured as 22.24%. The efficiency of the solar cell with inverted pyramid morphology is 0.23% and current density Jsc 0.19 mA/cm2 higher than the upright pyramid solar cell obtained by alkaline etching.

Benzer Tezler

  1. CVD yöntemi ile karbon nanotüp üretimi, karakterizasyonu, modifikasyonu ve kullanım alanlarının araştırılması

    Production of carbon nanotube via CVD method, their characterization, modification and investigation of their aplication areas

    GÜLŞAH OZAN AYDIN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    KimyaKocaeli Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. SAADET BEYAZ

  2. Production and characterization of carbon-silicon nanocomposite anode materials for secondary lithium batteries

    İkincil lityum bataryalar için karbon/silikon anot malzemelerinin üretimi ve karakterizasyonu

    BURCU MİSER

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    EnerjiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET KADRİ AYDINOL

    PROF. DR. MEHMET PARLAK

  3. Si ve SiNW alttaşların metal oksit ince filmlerle kaplanması ve kızılötesi bölgede davranışının incelenmesi

    Coating of Si and SiNW substrates by metal oxide thin films and their behavior in the infrared region

    ECEM BOZDOĞAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Fizik ve Fizik MühendisliğiBursa Uludağ Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MÜRSEL ALPER

  4. Fotovoltaik güneş hücrelerinde kullanılmak üzere tek kristal silisyum mikrotel üretimi ve karakterizasyonu

    Fabrication and characterization of single crystal silicon microwires to be used in photovoltaic solar cell

    DAVUT ÇAKICI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    EnerjiDüzce Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALİL İBRAHİM UĞRAŞ

  5. InSe yarıiletken ince filmlerin cam ve siyah silikon üzerine büyütülerek yapısal ve optiksel özelliklerinin incelenmesi

    Growth of inse thin film semiconductor on glass and black silicon substrates investigation of their structural and optical properties

    CANSU EMİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi Üniversitesi

    İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEMA BİLGE OCAK