Antireflektif kaplamaların fotovoltaik uygulamalardaki performans ve dayanıklılığı
Performance anda durability of antireflective coatings on photovoltaic applications
Yazar: SEDA SANCAKLI ATUN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SİBEL YILMAZ EKİNCİ
Düzce Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Antireflektif = Antireflection ; Aşınma dayanımı = Wear resistance ; Fotovoltaik = Photovoltaic ; Kaplama = Coating

Özet:
Güneş modüllerinin ön camından yansıma, modül verimliliğinde %4'ün üzerinde bir düşüşe yol açan optik kayba neden olur. Tek katmanlı solüsyon jelasyon (sol-jel) antireflektif (AR) kaplamalar, dar bir dalga boyu aralığında etkilidir, oysa çok katmanlı geniş bant AR kaplamalar uygulandığında daha geniş bir dalga boyunda yansıma kayıpları azaltılabilir. Bu çalışmada, magnetron püskürtme yöntemi kullanılarak 4 katmanlı silikon dioksit (SiO2)/zirkonyum dioksit (ZrO2), 4 katmanlı SiO2/ indiyum kalay oksit (ITO) ve 6 katmanlı SiO2/ZrO2 olmak üzere üç farklı çok katmanlı AR kaplama test edilmiştir. Aşınma direnci önemlidir, çünkü kaplamalar düzenli temizleme döngülerine tabi olacaktır. Farklı yükler altında keçe ped, CS-10 ve CS-8 gibi çeşitli aşındırıcılar kullanılmaktadır. Bu kaplamaların optik performansı ve dayanıklılığı Spektrofotometre, Optik Mikroskop, Taramalı Elektron Mikroskobu ve Taramalı Beyaz Işık İnterferometresi kullanılarak analiz edildi. Kaplamaların 1 N ve 2 N yükler altında keçe ped ile aşındırılmasından sonra herhangi bir hasar gözlenmemiştir. Ancak Ağırlıklı Ortalama Yansıma (WAR) değerinde hafif bir artış görülmüştür. Kaplamalar CS-10 ve CS-8 aşındırıcılarla test edildiğinde, ZrO2 ile yapılan kaplamalar, ITO ile yapılan kaplamaya kıyasla daha yüksek çizilme direnci ile sonuçlanmıştır. Daha sonra bu kaplamalar 5 ay boyunca dış ortam koşullarına maruz bırakılmıştır. Bu çalışmada optik performans ve dayanıklılık testleri yapılmış ve sonuçları verilmiştir.

Abstract:
Reflection from the front glass of solar modules causes over 4% optical loss leading to a significant decrease in module efficiency. Single layer solution gelation (sol-gel) antireflective (AR) coatings are effective over a narrow range of wavelengths, whereas reflection losses can be reduced over a broader wavelength when multilayer broadband AR coatings are applied. In this work, three different multilayer AR coatings including 4-layer silicon dioxide (SiO2)/ zirconium dioxide (ZrO2), 4-layer SiO2/indium tin oxide (ITO), and 6-layer SiO2/ZrO2 were deposited using magnetron sputtering. Abrasion resistance is important because the coatings will be subject to regular cleaning cycles. A variety of abraders including Felt pad, CS-10 and CS-8 under different loads are used. The optical performance and durability of these coatings were analysed using a Spectrophotometer, Optical Microscope, Scanning Electron Microscope, and Scanning White Light Interferometer. No damage was observed after abrasion of the coatings with a Felt pad under 1 and 2 N loads. However, there was a slight increase in Weighted Average Reflection. When coatings were tested with CS-10 and CS-8 abraders, coatings with ZrO2 resulted in higher scratch resistance in comparison to coating with ITO. Then, these coatings were exposed to outdoor conditions for 5 months. The optical performance and durability tests were conducted on and the results were given in this study.