Effect of ultraviolet and near-infrared nanosecond laser ablation of crystalline silicon for solar cell applications
Güneş pili uygulamalarında kristal silisyumun ultraviyole ve yakın kızılötesi nanosaniye lazer ablasyonunun etkisi
- Tez No: 849282
- Danışmanlar: PROF. DR. RAŞİT TURAN, PROF. DR. ALİ ÇIRPAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Lazer ablasyon, Yarı iletken güneş pili, Laser ablation, Semiconductor solar cell
- Yıl: 2024
- 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
Silisyum tabanlı güneş hücreleri, geniş çapta bulunan silisyumun ve köklü teknolojisinin etkisiyle fotovoltaik (PV) endüstrisini büyük ölçüde yönlendirmektedir. PV endüstrisinin başlıca odak noktası, güneş hücrelerinin dönüşüm verimliliğini artırmak ve üretim maliyetlerini azaltmak olup, bu, yenilenebilir enerji pazar payını geliştirmek açısından kritik bir faktördür. Optik kayıplar, güneş hücrelerinin verimliliği için hayati önemde bir faktördür ve yansıma kayıplarını azaltmak için yüzey yapılandırma yöntemleri başlıca optik kayıp azaltma uygulamalarıdır. Monokristal silisyum pullar, anizotropik alkalin aşındırıcılar kullanılarak yüzey yapılandırması yapılabilir ve yüzeyde piramidal bir dokuya oluşturur. Diğer yandan, çok kristalli silisyum plakalar, bu iyi çalışılmış anizotropik aşındırıcılarla yeterince etkili bir şekilde aşındırılamaz. Bu nedenle, çok kristalli silisyum plakanın granül kristal yönlenmesinden etkilenmeden, lazer dokuma, çok kristalli yüzey yapılandırması için bir alternatiftir. Lazer dokuma yöntemi, plakanın yüzeyinin ablasyonu yoluyla yüksek güçlü bir darbeli lazer kullanır. Bu tez çalışması kapsamında öncelikle lazer dokuma mekanizması, iki farklı nanosaniyelik darbeliviii lazer ile -ultraviyole ve kızılötesi dalga boylu lazerler- dalga boyunun ve ablasyonun etkisini görmek için çalışıldı. Ardından, uygun bir son dokuma temizleme yöntemi, kimyasal aşındırıcılarla yapıldı ve optimize edildi. Bu adımların etkinliğini görmek için taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüleme ve yansıma ölçümleri yapıldı. Son olarak, bu optimize edilmiş lazer dokuma ve son dokuma temizleme sonuçları, yöntemin etkinliğini görmek için çok kristalli güneş hücrelerine uygulandı. Optimize edilmiş sonuçlarla, 3 x 3 cm2 güneş hücresi alanında %16,2 dönüşüm verimliliği ve 650 mV açık devre akım değerleri elde edildi.
Özet (Çeviri)
The silicon-based solar cells overwhelmingly lead the photovoltaic (PV) industry due to the widespread availability of silicon and its well-established technology. The primary focus of the PV industry is to boost the efficiency of solar cells and reduce production costs, a critical factor in advancing the market share of renewable energy. The optical losses are an important factor for the efficiency of solar cells and surface texturing methods for reducing reflection losses are vital applications. The monocrystalline silicon wafers can be textured by anisotropic alkaline etchants and result in a pyramidal texture on the surface. Whereas, multi-crystalline silicon wafers can not be etched with these well-studied anisotropic etchants efficiently enough. Thus, laser texturing is an alternative for multi-crystalline surface texturing isotropically without being influenced by the grain orientation of the multicrystalline silicon wafer. The laser texturing method employs a high-power pulsed laser by means of ablation of the surface of the wafer. In the scope of this thesis, first, the laser texturing mechanism is studied with two different nanosecond pulsed lasers - ultraviolet and infrared wavelength lasers - to see the effect of the laser wavelength. Then, a proper post-texture cleaning method is utilized and optimizedvi with chemical etchants. In order to see the effectiveness of these steps SEM imaging and reflectance measurements are done. Finally, these optimized laser texturing and post-texture cleaning results are applied to multi-crystalline solar cells to see the effectiveness of the method. With optimized results, 16.2% conversion efficiency and 650 mV open circuit current values are obtained in a 3 x 3 cm2 solar cell area
Benzer Tezler
- Nanomaterials in macromolecular synthesis
Makromoleküler yapıların sentezinde nanomalzemelerin kullanımı
AZRA KOCAARSLAN AHMETALİ
Doktora
İngilizce
2021
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF YAĞCI
- Şeffaf retansiyon plaklarına uygulanan temizleme ajanlarının ışık geçirgenliği ve renk değişimi üzerine etkisi
The effect of cleaning agents applied to CLEAR thermoplastic retainer on LİGHT transmittance and color change
MERVE ZORKİRİŞCİ
Diş Hekimliği Uzmanlık
Türkçe
2023
Diş HekimliğiGaziantep ÜniversitesiOrtodonti Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MERVE GÖYMEN
- Synthesis of graphene by chemical vapor deposition and solid phase reaction process towards next generation energy device applications
Başlık çevirisi yok
MUHAMMED EMRE AYHAN
- Combining step-growth and chain-growth polymerizations in one pot: Light-induced fabrication of conductive nanoporous PEDOT-PCL scaffold
Kondenzasyon ve katılma polimerizasyonlarının tek bir potada birleştirilmesi: İletken nano gözenekli PEDOT-PCL iskelesinin ışık ile üretilmesi
TUĞBERK TABAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BARIŞ KIŞKAN
- Silika katkılı ışık geçirgenliğine sahip AlON seramiklerin reaktif spark plazma sinterleme yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of reactive spark plasma sintered transparent AlON ceramics with silica additive
HASAN TAVİL
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ ŞAHİN