GÖZENEKLİ SİLİSYUM TABANLI GÜNEŞ PİLİ TASARIMI VE METALİZASYON İLE PERFORMANSLARININ ARTTIRILMASI


Yavuzyı̇ğı̇t İ., Kayahan E.

Uluslararası Marmara Fen ve Sosyal Bilimler Kongresi (BAHAR 2019), Kocaeli, Türkiye, 26 - 28 Nisan 2019, cilt.2, ss.1287-1292

  • Cilt numarası: 2
  • Basıldığı Şehir: Kocaeli
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.1287-1292

Özet

Dünya nüfusunun sürekli artması ile temel enerji kaynakları hızla tükenmektedir. Enerji açığı dünya nüfusunun büyümesiyle ve enerjiye bağımlılığının artması ile büyümektedir. Temel enerji kaynaklarının tükenmesi insanlığı daha uzun ömürlü enerji kaynaklarına yönlendirmektedir. Coğrafi konumu ile Türkiye güneş kuşağında bulunduğundan güneş enerjisi kullanımına müsaittir. Enerji arz güvenliğinin sağlanmasında, %73’ler seviyesinde olan dışa bağımlılık oranımızın ve bundan doğan risklerin azaltılması ve iklim değişikliği ile mücadele etkinliğinin arttırılması bakımından foto-voltaik (PV) çalışmaları büyük önem taşımaktadır. Güneş enerjisi konutlarda, sanayide, tarımda, ısıl enerji uygulamalarında ve elektrik enerjisinin üretiminde kullanılmaktadır. Güneş pillerinin verimliliklerinin arttırılması ve maliyetlerinin düşürülmesi ile çevre bilinci yaygınlaştırılarak, foto-voltaik enerji sistemlerinin kullanımı dünya çapında olduğu gibi yurdumuzda da ivedi şekilde yaygınlaşacaktır. Nano gözenekli Silisyum (NPS) kristal yapılı Silisyumun (c-Si) Hidroflorik Asit (HF) temelli çözeltide elektro-kimyasal yöntem ile aşındırılması üretilir. Bu işlem sonucunda süngerimsi bir yapı oluşur. NPS’nin kırılma indisi kristal yapıdaki Silisyum ile karşılaştırıldığında daha düşük ve pürüzlüdür. Bu da solar radyasyon kayıpları azaltarak kısa devre akım yoğunluğunun (Jsc) artmasına sebep olur. NPS, görünür bölgedeki geniş soğurma spektrumu, band boşluğunun üretim parametreleri ile değiştirilebilir olması ve yüksek yüzey alan hacim oranından dolayı güneş pili uygulamalarında yeni nesil foto-voltaik malzeme olmaya namzettir. NPS ile yeni nesil güneş pili tasarlanacaktır. Metal tuzları ve metal nanoparçacıkları ile yüzey metalizasyonu gerçekleştirilerek güneş pilinin verimlilik parametrelerine etkisi incelenecektir. Elektrot kaplama ve metalizasyon işlemi için PLD (Pulsed Laser Deposition) ve spin kaplama yöntemlerinden yararlanılacaktır. Yüzey metalizasyonu darbeli lazer ablasyon yöntemi ile üretilen Altın (Au) ve Gümüş (Ag) gibi metal nanoparçacıklar ile yapılacaktır. NPS yüzey kimyasal yapısı ve morfolojisi metalizasyon için oldukça uygun bir malzemedir. Tasarlanacak güneş pili simülatörü ile elde edilen verimlilik parametreleri birçok metal için incelenecek ve karşılaştırılacaktır.

Anahtar Kelimeler: Gözenekli Silisyum, güneş pili, metalizasyon, PLD