Akademik Veri Yönetim Sistemi
Çetinkaya Ç. (Yürütücü), Çokduygulular E., Kınacı B.
Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, BAP Diğer, 2023 - 2025
Sürdürülebilir, temiz ve düşük maliyetli enerji kaynaklarına olan ihtiyacın artması yenilenebilir enerji kaynaklarına olan önemi arttırmaktadır. Özellikle fotovoltaik teknolojileri, elektromagnetik enerjinin ucuz ve verimli bir şekilde toplanması ve elektrik enerjisine dönüştürülebilmesi sayesinde en umut vaat edici olanıdır. Günümüzde, elektromagnetik enerjinin verimli hasadı ile birlikte aydınlatma ve ısınma gibi işlevsel kullanımları da endüstriyel uygulamalar için önemlidir. Bunlardan en dikkat çekici olanı yarı-geçirgen güneş hücreleridir (semi-transparent solar cell, ST-SC). ST-SC’lerin en büyük potansiyel uygulamaları binaya ve otomobillere entegre fotovoltaik sistemlerin entegrasyonlarıdır. ST-SC’lerin tasarımları görünür bölgede (VR) şeffaflık, renk ve yeterli foton hasadı arasında optimizasyonun sağlanabilmesi için hücre yapısına dielektrik/metal/dielektrik (DMD) şeffaf kontak, metal/dielektrik/metal (MDM) Fabry Pérot kavitesi ve fotonik kristaller gibi fotonik tabanlı sistemlerin optimizasyonunu gerektirir.
Cadmium Tellurium (CdTe) güneş hücreleri %22.1’lik verimlere ulaşabilmesi, termal hücre kararlılığı, düşük maliyet ve istikrarlı fotovoltaik performansları sebebiyle Silikon tabanlı sistemlere ciddi bir alternatif olmuş durumdadırlar. CdTe, VR’de yüksek soğurmasından dolayı ST-SC tasarımlar için tercih edilmemiş ve genellikle verim artışına yönelik çalışmalara odaklanılmıştır. CdTe’ün ultra-ince olarak üretilebilmesi ile VR’de geçirgen ve çift-yüzlü ST-SC tasarımlar için potansiyel malzeme sistemi haline gelmiştir. Ancak şeffaf, rekli ve çift-yüzlü tasarımlar CdTe ile çeşitli DMD ve MDM tasarımlarının entegrasyonunu gerektirmektedir.
Proje kapsamında ultra-ince CdTe tabanlı güneş hücrelerinin şeffaf, renkli ve çift-yüzlü tasarlanabilmesi amacıyla, MoO3/Au/WO3 DMD şeffaf kontağın ve Au/WO3/Au MDM Fabry Pérot kavitesinin entegre edildiği yapıların geliştirilmesi ve üretilmesi planlanmaktadır. ST-SC tasarımlarının teorik olarak ışık yönetimi mühendisliğini baz alan transfer metodu ile yapılması ve böylece optik ve elektriksel karakteristiklerin modellenmesi ile optimal yapıların belirlenmesi hedeflenmektedir. Projede optimal ST-SC’lerin üretimi CdTe için oldukça elverişli olan sıçratma sistemi ile, karakterizayonları UV-Vis ve akım-voltaj ölçümleri ile yapılacaktır. Proje ekibinin CdTe tabanlı sistemler üzerine deneyimi ve sıçratma sistemi için aygıt üretim tecrübesi mevcuttur. Proje çıktısında VR’de geçirgen, çift-yüzlü, farklı renk algılarına ve yüksek foton hasadına sahip ultra-ince CdTe tabanlı optimal ST-SC’lerin geliştirilecek olması ön görülmektedir.