Hidrojenlendirilmiş amorf silisyum tabanlı yansıtmaz kaplamaların üretilmesi ve optik özelliklerinin incelenmesi
Production of hydrogenated amorphous silicon based antireflection coatings and investigation of optical properties
Yazar: OLDOUZ TOFİGH KOUZEHKONANİ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. AKIN BACIOĞLU
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Temiz Tükenmez Enerjiler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Tek katmanlı a-SiOx:H ve a-SiNx:H ile çift katmanlı a-SiOx:H/a-SiNx:H yapısında yansıtmaz kaplamalar tasarlanmış ve 13,56 MHz RF-plazma destekli kimyasal buhar biriktirme (PECVD) yöntemi ile cam ve tek kristal silisyum alttabanlar üzerine büyütülmüştür. a-SiOx:H ince filmler, 8 sccm CO2 ve 2 sccm SiH4 geçirilerek elde edilen gaz karışımının plazması kullanılarak; a-SiNx:H örnekler ise 8 sccm N2 ve 2 sccm SiH4 gaz karışım ile üretilmiştir. Üretilen ince filmlerin 550 nm dalgaboyunda kırma indisleri, a-SiOx:H için, 1,83 ve a-SiNx:H için, 2,33 olarak hesaplanmıştır. Film kalınlıklarının, örnek üretim sürelerine bağlı fonksiyonları türetilmiştir. Bu fonksiyonlar kullanılarak yansıtmaz kaplamaların tasarımında gerekli kalınlıklar  için deney süreleri belirlenmiştir. 
Tek katmanlı a-SiOx:H yansıma önleyicilerin kaplanmasıyla optik yansıma, a-SiOx:H için cam üzerinde 512 nm'de 0,087, silisyum üzerinde 562 nm'de 0,0024 olarak; tek katmanlı a-SiNx:H yansıtmaz kaplama ile cam üzerinde 542 nm'de 0,095 ve tek kristal silisyum üzerinde, 520 nm için 0,085 ölçülmüştür. Çift katmanlı a-SiOx:H/a-SiNx:H yansıma önleyici kaplamanın yansıma miktarı, cam üzerinde 528 nm'de 0,036 ve silisyum üzerinde 548 nm'de 0,0084 ölçülmüştür.
Yansıtmaz kaplamaların güneş gözelerine uygulanmasıyla, performans değerlendirmesi de yapılmıştır. Güneş gözelerine, tek katman  a-SiOx:H ve a-SiNx:H ve çift katman a-SiOx:H/a-SiNx:H kaplanmasıyla, tayfsal duyarlılık sırasıyla, 0,32'den 0,39 A/W'a, 0,43'ten 0,47 A/W'a ve 0,37'den 0,41 A/W'a artmıştır. Güneş gözelerinin verimliliği ise, aynı sırayla, 0,005'ten 0,009'a, 0,002'den 0,003'e ve 0,014'ten 0,018'e artmıştır.

Abstract:
a-SiOx:H and a-SiNx:H single layer and double layer with the structure of a-SiOx:H and a-SiNx:H, anti reflection coatings (SLARC and DLARC) were designed and depostied in a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) system on single crystlaline and glass substrates. a-SiOx:H and a-SiNx:H layers were deposited, by using the flow rates 2 sccm of SiH4 and 8 sccm of CO2 and 8 sccm N2, respectively. Thicknesses of the samples were calibrated as a funciton of deposition time. By using the calibration functions, the required durations of experiments to design anti reflecting layers were extrapolated.
With the SLARC design of a-SiOx:H, optical reflectivity from glass was measured as 0.087 at 512 nm and on crystalline silicon as 0.094 at 542 nm. The reflectivity of a-SiNx:H on glass was measured as 0.095 at 542 nm and as 0.0085 as 520 nm on silicon. With the DLARC design of a-SiOx:H/a-SiNx:H structure, the reflectivity was mesured as 0.036 at 528 nm on glass and as 0.0084 at 548 nm on silicon.
The designed ARCs were applied on solar cells to evaluate any change in their performances. The spectral responsivities of the cells were calculated to increase from 0.32 to 0.39 A/W, from 0.43 to 0.47 A/W and from 0.37 to 0.41 A/W for SLARCs a-SiOx:H and a-SiNx:H and DLARC a-SiOx:H/a-SiNx:H, respectively. The efficiencies of the cells were increased from 0.005 to 0.009, from 0.002 to 0.003 and from 0.014 to 0.018, in the same respect.