Comparative analysis of potential-induced degradation (PID) mechanisms in perovskite solar modules, and silicon solar cells with distinct glass encapsulants
Perovskit güneş modüllerinde potansiyel kaynaklı bozulma mekanizmalarının ve farklı cam kapsüllü silikon güneş hücrelerinin karşılaştırmalı analizi
- Tez No: 920530
- Danışmanlar: PROF. DR. RAŞİT TURAN, DOÇ. DR. EMRULLAH GÖRKEM GÜNBAŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- 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
Potential-induced degradation is one critical issue concerning long-term performance and reliability in photovoltaic modules, causing significant power losses in silicon and perovskite solar technologies. This study examines PID shunting mechanisms in crystalline silicon solar modules and investigates how glass encapsulants and material characteristics reduce degradation. Additionally, we aim to adapt standard PID testing procedures for perovskite solar modules, considering their sensitive nature. In this study, we utilized soda-lime-silicate (SLS) glass for silicon solar modules, applying chemical tempering treatments with varying durations. We observed the influence of chemically strengthened soda-lime silicate glass, which mitigates sodium ion migration, a main factor for PID shunting. Our results prove that chemical tempering decreases migrating sodium ions and significantly increases PID resistance, with minimal degradation in electrical parameters like fill factor (FF) and maximum power output (Pmax) compared to traditional SLS glass. The study also discusses the applicability of standard PID testing protocols to perovskite solar modules, showing that perovskite cells exhibit unique degradation behaviors due to their intrinsic ionic nature. Positive voltage bias initially improves performance, while negative bias leads to pronounced degradation, highlighting perovskite materials' sensitivity to voltage polarity. Investigating precursor composition's impact on PID reveals that certain formulations enhance stability under PID stress. The work emphasizes the need for tailored mitigation strategies, including advanced encapsulation techniques and standardized PID tests for perovskite technologies. This will enable the development of more efficient and robust PV modules, facilitating the commercialization of next-generation solar technologies in the global transition to renewable energy.
Özet (Çeviri)
Potansiyel kaynaklı bozulma (PID), fotovoltaik modüllerin uzun vadeli performansı ve güvenilirliği için kritik bir sorundur ve hem silikon hem de perovskit güneş teknolojilerinde önemli güç kayıplarına neden olur. Bu çalışma, kristal silikon güneş modüllerindeki PID şönt mekanizmalarını inceleyerek cam kapsülleyicilerin ve malzeme özelliklerinin bozulmayı nasıl azalttığını araştırmaktadır. Ayrıca, perovskit modüller için PID test prosedürlerini uyarlamayı amaçlamaktayız. Silikon modüller için soda-kireç-silikat (SLS) cam kullanılarak farklı sürelerde kimyasal temperleme işlemleri uygulandı. Kimyasal olarak güçlendirilmiş soda-lime silikat camın, PID şöntlemesine neden olan temel faktörlerden biri olan sodyum iyonu göçünü nasıl azalttığını inceledik. Sonuçlarımız, kimyasal temperlemenin sodyum iyonlarının göçünü düşürdüğünü ve geleneksel SLS cam ile kıyaslandığında dolum faktörü (FF) ve maksimum güç çıkışı (Pmax) gibi elektriksel parametrelerde minimum bozulma ile PID direncini artırdığını göstermektedir. Ayrıca, standart PID test protokollerinin perovskit modüllere uygulanabilirliği tartışılmış ve perovskit hücrelerin içsel iyonik yapıları nedeniyle özgün bozulma davranışları sergilediği belirlenmiştir. Pozitif voltaj önyargısının başlangıçta performansı artırırken, negatif önyargının belirgin bozulmaya yol açtığı ve perovskit malzemelerin voltaj polaritesine duyarlı olduğu tespit edilmiştir. Prekürsör kompozisyonunun PID üzerindeki etkisini inceleyen sonuçlar, belirli formülasyonların PID stresi altında stabiliteyi artırabileceğini göstermektedir. Çalışmamız, perovskit teknolojileri için ileri düzey kapsülleme teknikleri ve standartlaştırılmış PID testlerini içeren özel azaltma stratejilerinin gerekliliğini vurgulamaktadır. Bu yaklaşımlar, daha verimli ve dayanıklı PV modülleri geliştirerek güneş teknolojilerinin ticarileşmesine ve yenilenebilir enerji geçişine katkıda bulunacaktır.
Benzer Tezler
- Soğuk gaz itki sistemlerinde tribolojik iyileştirme ile hassas itki kontrolu
Fine thrust control in cold gas propulsion systems through tribological improvements
FIRAT MEHMET GÜNKAN
Doktora
Türkçe
2026
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLKER MURAT KOÇ
DR. BÜLENT SÜMER
- Ekolojik kriz ve suyun jeopolitiği (Orta Asya ve Kuzey Amerika üzerinden karşılaştırmalı bir inceleme)
Ecological crisis and geopolitics of water (A comparative analysis on Central Asia and North America)
OSMAN CANERİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Uluslararası İlişkilerMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiSiyaset Bilimi ve Uluslararası İlişkiler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERDAR YILMAZ
- A data-driven approach to identifying and selecting temporary disaster debris management sites: The case of Istanbul
Geçici afet moloz yönetim alanlarının belirlenmesi ve seçimi için veri odaklı bir yaklaşım: İstanbul örneği
BURAK KABAKLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞEYDA SERDAR ASAN
- Ulaşım projelerinde ekolojik ve sosyal etkiler İstanbul üçüncü köprü incelemesi
Ecological and social effects in transportation projects 'a review of the İstanbul 3rd bridge project'
NEFİSE NAZLI VARLIER
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZLEM ÖZÇEVİK
- Kurumsal yerel ağlarda açık kaynak tabanlı merkezi VoIP santral mimarisi ve performans değerlendirmesi
Open source-based centralized VoIP switch architecture and performance evaluation in corporate local area networks
EMRE KARAKUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSakarya ÜniversitesiBilişim Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ TUĞRUL TAŞCI