Tez No |
İndirme |
Tez Künye |
Durumu |
338592
|
|
A feasibility study for external control on self-organized
production of plasmonic enhancement interfaces for solar cells / Güneş gözeleri için plazmonik arttırım arayüzü üretiminde
kendinden oluşmanın dış etmenler ile kontrolü üzerine bir
fizibilite çalışması
Yazar:MONA ZOLFAGHARI BORRA
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ALPAN BEK ; DOÇ. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN
Yer Bilgisi: Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
Konu:Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin:
|
Onaylandı
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
81 s.
|
|
Bu tez çalışmasında plazmonlarla ışık hapsedilmesi yöntemiyle güneş gözelerinde verimlilik
arttırma üzerinde çalışılmıştır. Çalışma esnasında plazmonlar topaklanma yöntemiyle düz ve
yüzeyi şekillendirilmiş güneş gözesi üzerinde kendiliğinden oluşturulmuştur. Metal nano
parçacıklar güneş gözelerindeki aktif bölgede ışıkla güçlü şekilde etkileşerek gelen ışığın
yüzeyde verimli bir şekilde yayılmasına sebep olmaktadır. Topaklanma ile kendiliğinden
metal nano parçacık oluşumu geniş alanlara kolayca uygulanabilirliği açısından başarılı bir
yöntemdir. Bu yöntem, metal kaplama ve ısıl işlem uygulanmasıyla metal nano parçacık
üretimine dayandığı için ucuz üretim tekniklerindendir. Bu çalışmada, güçlü rezonans
özelliği gösterdiği için gümüş tercih edilmiştir. Yerel plazmon salınımlarını incelemek için
düz ve yüzeyi şekillendirilmiş güneş gözelerinde yansıma deneyleri yapılmıştır. Yansıma
ölçümleriyle parçacık boyutunun, topaklanma süresinin ve yansıma engelleyici katman
olarak kullanılan Silikon Nitrat (Si3N4) kalınlığının plazmon rezonansı üzerindeki etkileri
gözlemlenmiştir. Yüzey pürüzlülüğü, tavlama süresi, tavlama sıcaklığı ve Silikon Nitrat
kalınlığı değiştirilerek güneş gözesi verimliliği araştırılmış ve metal nano parçacık boyutu
kontrol edilmiştir.Kullanılan yöntemle oluşturulan en uygun metal nano parçacık sisteminin
üretilmesinin uygulana attaşların özelliklerine bağlı olduğu görülmüştür. Yürütülen
çalışmanın diğer araştırmalara ve yüksek verimlilikte güneş gözesi oluşturmada yol gösterici
bir rolü olacaktır.
|
|
The present study is about the improvement of the energy conversion efficiency of solar
cells in which plasmonic light-trapping approach has been investigated. In this study, metal
nanoparticles are allowed to form in a self-organized fashion on both flat and textured full
scale monocrystalline silicon solar cell. These metal nanoparticles with strong optical
interaction cross-sections at localized plasmonic resonance energies, improve coupling of
the incoming light into the active area of solar cells by wavelength tailored scattering. The
decoration of metal nanoparticle by the self-organized mechanism of dewetting is utilized as
a suitable method for plasmonic interface integration to large area full-scale solar cell
devices. In this bottom-up approach, the self-organization process of plasmonically active
metal nanoparticles on solar cell surface only requires metal evaporation and a gentle
thermal treatment step and is therefore a low cost fabrication technique. Formation of silver
nanoparticles was preferred due to strong plasmon resonance of silver in the solar spectrum.
Reflection measurements are performed both on flat and textured silicon cells in order to
investigate the local plasmonic resonances of the metal nanoparticles. The effect of particle?s
size, thickness of silicon nitride anti-reflection coating layer, and dewetting time are
investigated by reflection measurements and the shift of plasmon resonance peak position. It
is found that surface roughness, annealing time, annealing temperature and varying silicon
nitride?s thickness can be used as mechanisms to control the size distribution, shape of the
resultant nano-islands and solar cell efficiency. The findings on the most suitable
nanoparticle system production parameters by this method, depends on the applied substrate
properties which are expected to guide further applications of plasmonic interfaces and also
to the other kinds of device structures in the ultimate quest for attaining affordable high
efficiency solar cells. |