Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fen Fakültesi Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2017
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: AGAGELDİ MUHAMMETGULYYEV
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Ayşe Erol
Özet:
Bu çalışmada, GaAs-tabanlı n-p ve GaInNAs ve GaAsBi yarıiletkenlerine dayalı heteroeklem pin yapıdaki güneş hücreleri incelenmiştir. Bu güneş hücrelerinin karanlık I-V karakteristiği Sah – Noyce – Shockley (SNS) yöntemi ve ışık altında I-V karakteristiği sürüklenme-difüzyon teorisi kullanılarak modellenmiştir. Güneş hücresi örneklerinin optik karakterizasyonu için fotolüminesans ve fotovoltaj spektroskopisi kullanılmıştır. Güneş hücresi aygıtların elektriksel karakterizasyonu için örneklerin fabrikasyonu fotolitografi yöntemi kullanılarak mesa şeklinde yapılmıştır. GaAs n-p yapısının en üstünde yüzey rekombinasyon hızını azaltmak için bir pencere tabakası büyütülmüştür. GaAs/GaInNAs heteroeklem pin yapısının yüzeyi SiO2/SiNx yansıtmayı önleyici tabaka ile kaplanmıştır. Modelleme yapılırken pencere tabakası ve yansıtmayı önleyici tabakanın etkisi göz önüne alınmıştır. GaAs/GaInNAs heteroeklem pin yapının karanlık I-V deney sonucu SNS modeli ile uyumluluk gösterirken, GaAs/GaAsBi heteroeklem pin yapının deneysel karanlık I-V karakteristiği SNS modeline uymamıştır. Bunun nedeni olarak GaAs ile GaAsBi heteroeklem arayüzeyde metalik kümelenmelerin olabileceği ve bu metalik kümelenmelerin arayüzeyde Schottky eklem oluşturabileceği düşünülmüştür. GaAs/GaAsBi heteroeklem pin yapının karanlık I-V davranışını açıklayabilmek için SNS modeline Schottky eklemin de etkisi eklendiğinde modelin deney sonucu ile uyumlu olduğu görülmüştür. Örneklerin ışık altındaki performansını belirlemek için AM 1.5G spektrum altında akım-voltaj deneyi yapılmıştır. Güneş hücresi aygıtların AM 1.5G spektrumdaki fotoakım değeri sürüklenme-difüzyon modeli sonucunda elde edilen teorik değer ile uyumluluk göstermiştir. Deney sonucunda güneş hücresi örneklerin verim değerleri ile birlikte diğer parametreleri hesaplanmıştır. AM1.5G spektrumu altında, GaAs referans güneş hücresinin %7.8, GaInNAs-tabanlı güneş hücresinin %10.5 ve GaAsBi güneş hücresinin %4.18 verime sahip olduğu belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar ışığında yeni nesil 3 eklemli GaInP/GaAs/GaInNAs nipi yapı da modellenebilmiştir. Klasik yapıdaki GaInP/GaAs/GaInNAs ile kıyaslandığında nipi yapıda GaInNAs içeren 3 eklemli güneş hücresinin daha yüksek verimde olacağı teorik olarak elde edilmiştir.