Bor katkısının ınp nanokristalin elektriksel ve yapısal özelliklerine etkisinin güneş panelinde incelenmesi
Investigation of the effect of boron additive on the electrical and structural properties of inp nanocrystal on a solar panel
Yazar: BARIŞ METİN
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA ÖZTAŞ
Yalova Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Teknolojinin gelişmesi ile birlikte dünya genelinde elektrik enerjisi ihtiyacı her geçen gün artmaktadır. Dünyamızda fosil yakıt rezervleri sınırlı olmakla beraber sürekli azalmaktadır. Fosil yakıt rezervlerinin günden güne azaldığı ve ekolojik sisteme verdikleri zararlar düşünüldüğünde enerji ihtiyacının çevreci ve yenilenebilir kaynaklardan sağlanmasının kalıcı çözüm geliştirmek adına önemi anlaşılmaktadır. Türkiye gibi gelişmekte olan ve yenilenebilir enerji potansiyeli fazla olan ülkeler enerjide dışa bağlılığı azaltmak maksadıyla enerji politika ve yatırımlarını bu doğrultuda yapmalıdır. Tez çalışması iki kısımdan oluşmaktadır. İlk kısımda; III-V grup bileşke yarıiletkeni olan InP nanokristal filminin, fotovoltaik güneş pillerinde bir pencere tabakası olarak kullanılabilmesi için filme yapılan bor katkısının etkileri incelenecektir. Farklı konsantrasyondaki borik asidin büyüme çözeltilerinde bir katkı maddesi olarak kullanılacaktır. Filmlere farklı oranlarda katkılanan borik asidin filmin yapısal, optiksel ve elektriksel özelliklerine etkisi incelenecek ve filmin güneş pilleri için uygun bir malzeme olabilirliğine bakılacaktır. Çalışmasının ikinci aşamasında ise Bursa Büyükşehir Belediyesi tarafından yaptırılan gençlik merkezi projesinin enerji ihtiyacının fotovoltaik sistemler ile karşılanması çalışması yapılmıştır. Şebeke genişletmenin ve şebekeden bağımsız bir sistemin karşılaştırılması yapılmıştır. Sistemin çalışmasını simüle ederek teknik ve ekonomik parametrelerin hesaplanması için bu çalışmada Homer yazılımı kullanılmıştır. Bölgeye ait enerji talebinin yenilenebilir enerji kaynakları ile maliyet analizi tekno-ekonomik olarak değerlendirilmiştir. Yük profili olarak kamuya hizmet veren tesislerin çalışma saatlerinin 08:00-17:00 olduğu, mesai saatleri dışında tüketimin az olduğu görülmektedir. Kamu binalarının güneş enerjisinden maksimum düzeyde faydalanabileceği gözlemlenmiştir. Fotovoltaik hücrelerin belirli oranlarda bor katkılı olarak üretilmesinin güneş hücrelerinin verimliliğini arttırdığı gözlemlenmiş olup; bor katkılı hücreler ile elektrik enerjisi ihtiyacının karşılanması durumunda amortisman sürelerinin düşeceği, bor katkılı güneş hücreleri üzerine yapılacak ar-ge faaliyetlerinin ülke ekonomisine olumlu yönde katkı sağlayacağı değerlendirilmiştir. 
Anahtar Kelimeler: Yenilenebilir Enerji, Kamu Enerji Verimliliği, Sürdürülebilirlik, Homer

Abstract:
With the development of technology, the need for electrical energy worldwide is increasing day by day. Although fossil fuel reserves in our world are limited, they are constantly decreasing. Considering that fossil fuel reserves are decreasing day by day and the damage they cause to the ecological system, the importance of providing energy needs from environmentally friendly and renewable sources is understood in order to develop a permanent solution. Developing countries such as Turkey with high renewable energy potential should make their energy policies and investments accordingly in order to reduce foreign dependence on energy. This thesis study consists of two parts. In the first part; In order to use the InP nanocrystal film, which is a group III-V compound semiconductor, as a window layer in photovoltaic solar cells, the effects of boron doping on the film will be examined. It will be used as an additive in growth solutions of different concentrations of boric acid. The effect of boric acid added to the films at different rates on the structural, optical and electrical properties of the film will be examined and the feasibility of the film as a suitable material for solar cells will be examined. In the second phase of the thesis, a study was carried out to meet the electrical energy needs of the Orhaneli Youth Center project, built by Bursa Metropolitan Municipality, with photovoltaic systems. A comparison of grid expansion and an off-grid system is made. Homer (Hybrid optimization model for electric renewable) software was used in this study to calculate the technical and economic parameters by simulating the operation of the system. The cost analysis of the energy demand of the region with renewable energy sources was evaluated techno-economically. In the load profile analysis, it is seen that the working hours of the facilities serving the public are 08:00-17:00, and consumption outside working hours is low. It has been observed that public buildings can benefit from solar energy at the maximum level. It has been observed that producing photovoltaic solar cells with certain amounts of boron additive increases the efficiency of solar cells; It has been evaluated that if the electrical energy needs are met with boron-doped photovoltaic panels, depreciation periods will decrease depending on efficiency, and research and development activities on boron-doped solar cells will contribute positively to the country's economy. In this context, suggestions are presented to meet the electrical energy needs by utilizing solar energy in public buildings.
Keywords: Renewable Energy, Public Energy Efficiency, Sustainability, Homer