Kimyasal yüzey temizleme işleminin Sn/p-Si/Al Schottky tipi fotovoltaik karakteristikleri üzerine etkileri
Effects of surface chemical cleaning process on characteristic parameters at Sn/p-Si/Al Schottky type photovoltaics
Yazar: ABDULLAH ÖZKARTAL
Danışman: PROF. DR. CABİR TEMİRCİ
Yüzüncü Yıl Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu çalışmada, =1-10 .cm özdirençli, 100 doğrultusunda büyütülmüş,  280 µm kalınlığında, Bor katkılı p-Si kristali kullanılarak, omik kontakları özdeş olan, Sn/p-Si kontakları içeren dört tür numune üretildi. Bunlardan biri referans numune olarak değerlendirildi. İkincisi, 0.1 M'lık potasyumhidroksit (KOH) çözeltisi kullanılarak 1 mA/cm2' lik sabit akım yoğunluğunda anodik oksidasyona tabi tutulduktan sonra % 10' luk hidroflorik (HF) asit ile 30 sn süreyle kimyasal yüzey temizleme (KYT) yapıldı. Üçüncüsü, aynı şekilde anodik oksidasyon işleminden sonra 60 sn süreyle % 10' luk HF asit ile KYT yapıldı. Dördüncü numune ise, yine aynı anodik oksidasyon işleminden sonra 75 sn süreyle % 10' luk HF asit ile KYT yapıldı. Her bir numunenin ön yüzeyine KYT işleminin hemen ardından ~150 nm kalınlığında Sn buharlaştırıldı. Böylece kimyasal yüzey temizleme işlemleri birbirinden farklı olan dört ayrı tür numune üretildi. 
Numunelerin akım-voltaj (I-V) ölçümleri oda sıcaklığında karanlıkta ve aydınlıkta alındı. Ayrıca kapasite-voltaj (C-V) ve kapasite-frekans (C-f) ölçümleri de oda sıcaklığında ve karanlıkta alındı. Üretilen Sn/p-Si kontakların idealite faktörü (n), engel yüksekliği (Φ_b ) ve seri direnç (Rs) gibi karakteristik diyot parametreleri belirlendi. Sonra, üretilen numunelerin fotovoltaik özelliklerini ortaya koymak için, bir güneş simülatörü vasıtasıyla AM1.5 ve 100 mW/cm2 aydınlatma altında I-V ölçümleri alındı. Numunelerin dolum çarpanları (FF) ve verimleri (η) hesaplandı. Numunelere ait diyot ve güneş pili parametreleri karşılaştırılarak, KYT işleminin diyot ve güneş pili parametreleri üzerine etkileri incelendi. Bu bağlamda güneş pili parametreleri ile diyot parametreleri arasındaki ilişki KYT işleminin etkisine bağlı olarak yorumlandı.

Abstract:
In this study, four samples of Sn/p-Si contacts were produced, which have identical ohmic contacts, by using Boron doped p-Si, with 100 orientation, 280 µm thickness, and rezistivities between 1-10 .cm. The first sample was selected as reference. The second one has been etched for 30 seconds with % 10 hydrofluoric (HF) acid solution after anodic oxidation process under 1mA/cm2 constant current density and using 0.1 M potassium hydroxide (KOH) solution. The third one has been etched for 60 seconds with % 10 HF solution after the anodic oxidation process under 1mA/cm2 constant current density and using 0.1 M KOH solution. The fourth one has been etched for 75 seconds with % 10 HF solution after the anodic oxidation process under 1mA/cm2 constant current density and using 0.1 M KOH solution.  Aproximately 150 nm Sn was evaporated onto the front surface of each sample right after the etching process. Thus, we have obtained four samples, of which three were produced by different etching times.
Current-voltage(I-V) measurements of samples were taken at room temperature in dark and under illumination. Moreover, capacitance-voltage (C-V) and capacitance-frequency (C-f) measurements of samples were performed at room temperature in dark. Diode characteristic parameters of produced Sn/p-Si contacts such as ideality factor (n), barrier height (Φ_b ) and series resistance (Rs) were determined. Then, for determining photovoltaic properties of produced samples, I-V measurements were performed by a solar simulator under AM1.5 and 100 mW/cm2 illumination. Fill factors (FF) and solar cell efficiencies (η) were calculated. Effects of etching process on the diode and solar cell parameters were investigated, comparing diode and solar cell parameters. In this context, the relationship between the solar parameters and diode parameters were interpreted as an influence of etching process.