Kuantum Nokta Ara Bant Oluşumlu Güneş Hücresinin Büyütülmesi, Fabrikasyonu ve Karakterizasyonu
Öz
Katmanlar arasında sıkıştırılmış
kendinden oluşumlu InAs kuantum noktalar n- üzeri p-GaAs tek eklem güneş
hücresinin taban kısmına yakın bir bölgesinde sentezlenmiştir. Güneş hücresi
yapısı p-tipi GaAs alttaş üzerine epi-katman olarak moleküler demet epitaksi
yöntemiyle büyütülmüştür. Kuantum nokta içeren katmanlar, 15 tekrar olarak 25
nm kalınlığındaki GaAs örtü-katmanları arasına 2,7 tek-katman (ML) InAs
büyütülerek oluşturulmuştur. 490 oC’de büyütülen InAs/GaAs ara-bant
katmanlar dışında güneş hücresi yapısı 580 oC’de büyütülmüştür.
Karşılaştırma yapabilmek adına ayrıca InAs kuantum nokta içermeyen bir referans
örneği de büyütülmüştür. Büyütülen güneş hücresi yapıları aygıt haline
getirilmiş ve opto-elektronik verimliliklerinin belirlenebilmesi için AM 1.5G
güneş spektrumu altında ölçümler yapılmıştır. InAs kuantum noktaların, güneş
hücresinin optik performansının üzerindeki etkisinin incelenebilmesi için,
sonuçları destekleyici nitelikte, fotolüminesans ölçümleri de
gerçekleştirilmiştir. Akım-gerilim ölçümlerinden elde edilen güneş hücresi
parametreleri, kuantum noktalı ara-bant güneş hücresinin veriminin referans
örneğine göre daha iyi olduğunu ortaya koymuştur. Güneş hücrelerinin şant
direncinin aynı çıkması, hücreler arasındaki verimlilik farkının aygıt üretim
sürecine değil, aygıtın içsel özelliklerine bağlı olduğunu göstermektedir.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- 1. Shockley W. and Queisser H. J., “Detailed balance limit of efficiency of p-n junction solar cells”, Journal of Applied Physics, 32: 510–519, (1961).
- 2. Chart of Best Research-Cell Efficiencies Provided by NREL. http://www.nrel.gov/pv/assets/images/efficiency_chart.jpg
- 3. Pandey A. K., Tyagi V. V., Selvaraj J. A/L, Rahim N. A. and Tyagi S. K., “Recent advances in solar photovoltaic systems for emerging trends and advanced applications”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 53: 859–884, (2016).
- 4. Luque A. and Martí A., “Increasing the efficiency of ideal solar cells by photon induced transitions at intermediate levels", Physical Review Letters, 78: 5014–5017, (1997).
- 5. Martí A., Cuadra L. and Luque A., “Quantum dot intermediate band solar cells”, Proceedings of the 28th IEEE Photovoltaics Specialists Conference, 940-943, (2000).
- 6. Okada Y., Ekins-Daukes N. J., Kita T., Tamaki R., Yoshida M., Pusch A., Hess O., Phillips C. C., Farrell D. J., Yoshida K., Ahsan N., Shoji Y., Sogabe T. and Guillemoles J. F., “Intermediate band solar cells: recent progress and future directions”, Applied Physics Reviews, 2: 021302-1-48, (2015).
- 7. Alonso-González P., González L., Fuster D., Martín-Sánchez J. and González Y., “Surface localization of buried III–V semiconductor nanostructures”, Nanoscale Research Letters, 4: 873–877, (2009).
- 8. Szerling A., Kosiel K., Wójcik-Jedlińska A., Płuska M. and Bugajski M., “Properties and origin of oval defects in epitaxial structures grown by molecular beam epitaxy”, Optica Applicata, 35: 537-548, (2005).
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
Mühendislik
Bölüm
Konferans Bildirisi
Yayımlanma Tarihi
15 Eylül 2017
Gönderilme Tarihi
22 Eylül 2017
Kabul Tarihi
-
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2017 Cilt: 20 Sayı: 3