Güneş hücresi ve lazer uygulamaları için büyütülen SB tabanlı III-V grubu yarıiletken yapıların incelenmesi
Investigation of grown SB-based III-V group semiconductor structures for solar cell and laser applications
- Tez No: 899794
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ BURCU ARPAPAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Energy, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Kaynakları ve Yönetimi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 66
Özet
Uydu-uzay ve havacılık uygulamalarının baş aktörü olan III-V grubu fotovoltaik teknolojilerinde termalizasyon ve geçirgenlik kaybını en aza indirerek güneş enerjisini etkin bir şekilde dönüştürebilen yüksek verimli çok eklem güneş hücreleri geliştirme çalışmaları dikkat çekici bir şekilde ilerlemektedir. Son yıllarda kızılötesi bölgeyi en iyi şekilde kullanabilmek için alt-hücre olarak GaSb'nin kullanımı ve entegrasyonu üzerine yoğun araştırma faaliyetleri başlatılmıştır. Diğer yandan, yüksek hızlı ve çok amaçlı sistemler için elektronik ve fotonik bileşenlerin aynı çip üzerinde hibrit entegrasyonu ihtiyacı her geçen gün hızla artmaktadır. Bu aşamada, III-V grubu yarıiletkenlerin üstün elektronik ve optoelektronik uygulamalarını fonksiyonel ve maliyet etkin hale getirerek yaygınlaşmalarını sağlayabilmek için Si teknolojisiyle verimli bir şekilde entegrasyonu geleceğin teknolojisinde en önemli yaklaşımlardan biri olarak öngörülmektedir. Sb tabanlı üçlü ve dörtlü alaşımlar, bazı özel yarıiletken aygıt teknolojilerinin geliştirilmesinde ilgi çeken III-V grubu malzemelerden biridir. Enerji bant aralığının alaşım konsantrasyonu ile istenilen şekilde ayarlanabilmesi kuantum heteroyapılı aygıt tasarımı ve üretiminde neredeyse sınırsız esneklikler sunabilmektedir. Bu nedenle, GaSb tabanlı üçlü ve dörtlü alaşımların büyütme mekanizmalarının anlaşılması ve karakterizasyon çalışmaları ile özelliklerinin incelenmesi oldukça önemlidir. Tez çalışmasının ilk kısmında, GaSb ve Si alttaş üzerine GaSb tek eklem güneş hücresi fabrikasyonları gerçekleştirilmiş ve karakterizasyonları yapılmıştır. GaSb alttaş üzerine büyütülen GaSb güneş hücresinden %1,20 enerji dönüşüm verimliliği elde edilmiştir. Çalışmanın ikinci kısmında ise GaSb tabanlı üçlü (AlAsSb) ve dörtlü (InGaAsSb/AlGaAsSb) malzemelerin moleküler demet epitaksi tekniğiyle epitaksiyel büyütmeleri gerçekleştirilmiştir. Farklı büyütme parametrelerinin epitaksiyel filmler üzerindeki yapısal özellikleri incelenmiştir. Deneysel bulgulardan elde edilen geri besleme ile hem filmlerin ve hem de büyütme koşullarının en-iyileştirme süreçleri gerçekleştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Highly efficient multi-junction solar cells that minimise thermalisation and transparency loss in III-V group photovoltaic technologies are making remarkable progress in space and aerospace applications. Recent research has been focused on the use and integration of GaSb as a subcell to make the use of the infrared region in these technologies. On the other hand, the need for the hybrid integration of electronic and photonic components on the same chip for high-speed and multipurpose systems is rapidly increasing. To make the superior electronic and optoelectronic applications of III-V group semiconductors more functional and cost effective, their integration with Si technology is one of the most important approaches in the future projection of the technology. Sb-based ternary and quaternary alloys are one of the III-V group materials of interest in the development of specialized device technologies. The ability to tune the energy band gap with alloy concentration offers flexibility in the design and fabrication of quantum heterostructure devices. It is therefore important to understand the growth mechanisms of GaSb-based alloys and investigate their properties through characterization studies. In the first section of this study, GaSb single-junction solar cells were fabricated and characterized on GaSb and Si substrates. An energy conversion efficiency of 1.20% was obtained from the GaSb solar cell grown on GaSb substrate. In the second section, the epitaxial growth of AlAsSb and InGaAsSb/AlGaAsSb materials grown using molecular beam epitaxy is discussed. The structural properties of alloys with different growth parameters were experimentally investigated, and optimization processes were carried out based on the experimental results.
Benzer Tezler
- Investigation of the effect of nickel doped on the structural surface and optical properties of zno thin films prepared by the silar method
Sılar metodu ile hazırlanan fto/zno ince filmlerinin yapısal yüzeysel ve optik özellikleri üzerinde nikel katkısının etkisinin incelenmesi
AMMAR HAMDAN DHEYAB DHEYAB
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiÇankırı Karatekin ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İLKER KARA
- Yeni nesil perovskit güneş hücrelerinde iskelet yapıların desenlenmesi
Patterning of scaffold structures on new generation perovskite solar cells
KORAY KARA
Doktora
Türkçe
2018
Fizik ve Fizik MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHMUT KUŞ
- III-V grubu uzay kalifiye güneş hücrelerinin geliştirilmesi
Development of III-V group space qualified solar cells
TUNÇ SERTEL
Doktora
Türkçe
2020
Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN ÖZÇELİK
- CZTSSe thin film: growth, characterization and solar cell applications
CZTSSe ince film: büyütme, karakterizasyon ve güneş hücresi uygulamaları
MAKBULE TERLEMEZOĞLU
Doktora
İngilizce
2019
EnerjiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET PARLAK
PROF. DR. RAŞİT TURAN
- Fabrication and characterization of thin-film GaAs solar cells peeled-off from Si substrates
Si alttaş üzerinden kaldırılan ince film GaAs güneş hücrelerinin fabrikasyonu ve karakterizasyonu
ALİ BÜYÜKPINAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA KULAKCI