Review

Kalkopirit İnce Film Güneş Hücrelerinde Yeni Çalışmalar: Gümüş Alaşımlama

Volume: 16 Number: 1 January 31, 2024
EN TR

Kalkopirit İnce Film Güneş Hücrelerinde Yeni Çalışmalar: Gümüş Alaşımlama

Abstract

Bu çalışmada, kalkopirit güneş hücreleri ile ilgili genel bilgiler verildikten sonra farklı üretim yöntemleri, güneş hücresi tabakalarına uygulanan geliştirme yöntemleri ve dünya genelinde yapılan araştırmaların durumu incelenmiştir. Kalkopirit güneş hücrelerinin %26 verim ile farklı tipteki güneş hücreleri ile yarışabilir pozisyonda olduğu gösterilmiştir. Geleneksel kalkopirit yapının son yıllarda yerini gümüş alaşımlanmış kalkopirit yapıya bıraktığı tespit edilmiştir. Gümüş alaşımlama araştırmaları gümüş alaşımlanmış kalkopirit yapının geleneksel kalkopirit yapıya kıyasla aynı üretim sıcaklıklarında daha iyi tane büyümesi sergilediğini göstermiştir. Bu durum da kristal kalitesinin artmasını sağlamıştır. Ayrıca, gümüş alaşımlama ile yasak bant aralığının genişletilebilmesi çok katlı tandem güneş hücresi çalışmalarına katkıda bulunmuştur. Geniş yasak bant aralığı çalışmalarına yapmış olduğu en büyük katkı kalkopirit yapıdaki galyumun dağılımının kontrol edilebilmesini sağlamasıdır. Bununla birlikte, gümüş alaşımlama rekombinasyonu azaltıp açık devre voltajını artırdığı için daha iyi verim sonuçları alınmıştır. Bu teknoloji ile şeffaf ve esnek güneş hücresi tasarlanabiliyor olması da çok önemlidir. Kalkopirit güneş hücreleri ile ilgili çalışmaların geleceğinin gümüş alaşımlama ile şekilleneceği öngörülmektedir. Hem esnek hem de şeffaf güneş hücrelerinin giyilebilir güneş hücresi, bina uygulamaları ve tarım arazilerinde kullanılabilen agrivoltaik gibi alanlarda kullanılabileceği gerçeği konunun önemini artırmaktadır.

Keywords

Gümüş alaşımlama, Kalkopirit, İnce film, Güneş hücresi

References

  1. Aboulfadl, H., Sopiha, K. V., Keller, J., Larsen, J. K., Scragg, J. J. S., Persson, C., Thuvander, M., & Edoff, M. (2021). Alkali dispersion in (Ag,Cu)(In,Ga)Se2 thin film solar cells – Insight from theory and experiment. ACS Applied Materials & Interfaces, 13, 7188-7199. doi:10.1021/acsami.0c20539
  2. Acciarri, M., Le Donne, A., Marhionna, S., Meschia, M., Parravicini, J., Gasparotto, A., & Binetti, S. (2018). CIGS thin films grown by hybrid sputtering-evaporation method: Properties and PV performance. Solar Energy, 175, 16-24. doi:10.1016/j.solener.2018.02.024
  3. Bommersbach, P., Arzel, L., Tomassini, M., Gautron, E., Leyder, C., Urien, M., Dupuy, D., & Barreau, N. (2013). Influence of Mo back contact porosity on co-evaporated Cu(In,Ga)Se2 thin film properties and related solar cell. Progress in Photovoltaics: Research and Applications, 21(3), 332-343. doi:10.1002/pip.1193
  4. Bothwell, A. M., Li, S., Farshchi, R., Miller, M. F., Wands, J., Perkins, C. L., Rockett, A., Arehart, A. R., & Kuciauskas, D. (2022). Large-area (AgCu)(InGa)Se2 thin-film solar cells with increased bandgap and reduced voltage losses realized with bulk defect reduction and front-grading of the absorber bandgap. Solar RRL, 2200230. doi:10.1002/solr.202200230
  5. Boyle, J. H., McCandless, B. E., Hanket, G. M., & Shafarman, W. N. (2011). Structural characterization of the (AgCu)(InGa)Se2 thin film alloy system for solar cells. Thin Solid Films, 519, 7292-7295. doi:10.1016/j.tsf.2011.01.138
  6. Boyle, J. H., McCandless, B. E., Shafarman, W. N., & Birkmire, R. W. (2014). Structural and optical properties of (Ag,Cu)(In,Ga)Se2 polycrystalline thin film alloys. Journal of Applied Physics, 115, 223504. doi:10.1063/1.4880243
  7. Cheng, K., Shen, X., Liu, J., Liu, X., & Du, Z. (2021). Sputtered Ag-alloyed Cu(In,Ga)(Se,S)2 solar cells by sequential process. Solar Energy, 217, 70-77. doi:10.1016/j.solener.2021.01.056
  8. Chirila, A., Reinhard, P., Pianezzi, F., Bloesch, P., Uhl, A. R., Fella, C., Kranz, L., Keller, D., Gretener, C., Hagendorfer, H., Jaeger, D., Erni, R., Nishiwaki, S., Buecheler, S., & Tiwari, A. N. (2013). Potassium-induced surface modification of Cu(In,Ga)Se2 thin films for high-efficiency solar cells. Nature Materials, 12, 1107-1111. doi:10.1038/NMAT3789
  9. Chu, V. B., Cho, J. W., Park, S. J., Hwang, Y. J., Park, H. K., Do, Y. R., & Min, B. K. (2014). Fabrication of solution processed 3D nanostructured CuInGaS2 thin film solar cells. Nanotechnology, 25, 125401. doi:10.1088/0957-4484/25/12/125401
  10. Dabbabi, S., Nasr, T. B., & Kamoun, N. K. (2019). CIGS solar cells for space applications: Numerical simulation of the effect of traps created by high-energy electron and proton irradiation on the performance of solar cells. The Journal of The Minerals, Metals & Materials Society, 71, 602-607. doi:10.1007/s11837-018-2748-9
APA
Ağca, S. (2024). Kalkopirit İnce Film Güneş Hücrelerinde Yeni Çalışmalar: Gümüş Alaşımlama. International Journal of Engineering Research and Development, 16(1), 106-116. https://doi.org/10.29137/umagd.1368646
AMA
1.Ağca S. Kalkopirit İnce Film Güneş Hücrelerinde Yeni Çalışmalar: Gümüş Alaşımlama. IJERAD. 2024;16(1):106-116. doi:10.29137/umagd.1368646
Chicago
Ağca, Semih. 2024. “Kalkopirit İnce Film Güneş Hücrelerinde Yeni Çalışmalar: Gümüş Alaşımlama”. International Journal of Engineering Research and Development 16 (1): 106-16. https://doi.org/10.29137/umagd.1368646.
EndNote
Ağca S (January 1, 2024) Kalkopirit İnce Film Güneş Hücrelerinde Yeni Çalışmalar: Gümüş Alaşımlama. International Journal of Engineering Research and Development 16 1 106–116.
IEEE
[1]S. Ağca, “Kalkopirit İnce Film Güneş Hücrelerinde Yeni Çalışmalar: Gümüş Alaşımlama”, IJERAD, vol. 16, no. 1, pp. 106–116, Jan. 2024, doi: 10.29137/umagd.1368646.
ISNAD
Ağca, Semih. “Kalkopirit İnce Film Güneş Hücrelerinde Yeni Çalışmalar: Gümüş Alaşımlama”. International Journal of Engineering Research and Development 16/1 (January 1, 2024): 106-116. https://doi.org/10.29137/umagd.1368646.
JAMA
1.Ağca S. Kalkopirit İnce Film Güneş Hücrelerinde Yeni Çalışmalar: Gümüş Alaşımlama. IJERAD. 2024;16:106–116.
MLA
Ağca, Semih. “Kalkopirit İnce Film Güneş Hücrelerinde Yeni Çalışmalar: Gümüş Alaşımlama”. International Journal of Engineering Research and Development, vol. 16, no. 1, Jan. 2024, pp. 106-1, doi:10.29137/umagd.1368646.
Vancouver
1.Semih Ağca. Kalkopirit İnce Film Güneş Hücrelerinde Yeni Çalışmalar: Gümüş Alaşımlama. IJERAD. 2024 Jan. 1;16(1):106-1. doi:10.29137/umagd.1368646