Si tabanlı solar hücrelerde pasivasyon, 2D haritalama ile karakterizasyon
Passivation of Si-based solar cells, 2D mapping characterization
Yazar: ZEYNEP ELİF GÜLDÜREN
Danışman: PROF. DR. HASAN EFEOĞLU
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Enerji = Energy

Özet:
Amaç: Yüzey pasivasyonu, rekombinasyonu azaltmak ve solar hücre performansını iyileştirmek için en önemli faktörlerden biridir. Bu tez çalışmasında, ODTÜ GÜNAM tarafından üretilen yüzeyi yapılandırılmış ve yapılandırılmamış n++-Si/ p-Si/ p++-Si solar hücrelerin solar hücrelerde etkin yaşam sürelerinin artırılması hedeflenmiştir. Etkin yaşam süresine bağlı olarak solar hücre performansını artırmak amacıyla hızlı termal tavlama işleminde optimum süre ve sıcaklık değerinin tespiti hedeflenmiştir
Yöntem: Yüzeyi yapılandırılmış ve yapılandırılmamış n++-Si/ p-Si/ p++-Si solar hücrelerin yayıcı eklem yüzeyi üzerine, yüzey pasivasyonunu gerçekleştirmek amacıyla reaktif saçtırma tekniği ile 15nm kalınlığında TiO2 ince film kaplanmıştır. Yüzeyi yapılandırılmış ve yapılandırılmamış solar hücrelere pasivasyon sonrası farklı sıcaklık ve farklı sürelerde hızlı termal tavlama işlemi uygulanmıştır. Laboratuvarımızda bulunan ölçüm sistemi ile elektriksel ve optik özellikler iki boyutlu haritalama ile karakterize edilmiştir.
Bulgular: Açık devre gerilimi ve kısa devre akımı ölçümleri yapılmış ve solar hücre verimi üzerindeki etkileri tartışılmıştır. TiO2 pasivasyonunun ve yüzey yapılandırmasının yaşam süresi üzerindeki olumlu etkileri ve noktasal olarak yapılan iki boyutlu haritalamanın bu olumlu etkileri tespit etmekteki önemi görülmüştür.
Sonuç:. Haritalama ölçümlerinden elde edilen yaşam süresi, açık devre gerilimi ve kısa devre akımı dağılımlarının ölçüm haritaları içinde uniform olduğunun yapılan iki boyutlu ölçümler ile teyit edilmiştir
Anahtar Kelimeler:  pasivasyon, rekombinasyon, yaşam süresi, TiO2, ince film, solar hücre verimi, açık devre gerilimi, kısa devre akımı

Abstract:
Purpose: Surface passivation is one of the most important factors to reduce recombination and improve solar cell performance. In this thesis, it is aimed to increase the effective lifetime on surface of n++-Si / p-Si / p ++-Si solar cells produced by METU GUNAM with and without structured surface. It is aimed to determine the optimum time and temperature values in the rapid thermal annealing process in order to increase solar cell performance depending on the effective lifetime.
Method: 15 nm thick TiO2 thin film was coated on the emitter surface of n++-Si / p-Si / p ++-Si solar cells with and without surface structured by reactive sputtering technique in order to perform surface passivation. Rapid thermal annealing process was applied at different temperatures and different times after passivation to TiO2 coated, surface structured and unstructured solar cells. Two dimensional mapping in our laboratory used for electrical and optical characterization.
Findings: Measurements of open circuit voltage and short circuit current were made and their effects on solar cell efficiency were discussed. The positive effects of TiO2 passivation and surface structuring on the lifetime and the importance of point-to-point two-dimensional mapping in detecting these positive effects were seen.
Results: The lifetime, the open circuit voltage and short circuit current distributions obtained from the mapping measurements was confirmed by two-dimensional measurements that were uniform within the measurement maps.