Tez No	İndirme	Tez Künye	Durumu
489558		A numerical analysis of interdigitated back contacted solar cells / Birbirine kenetlenmiş arka temaslı güneş hücrelerinin sayısal analizi Yazar:BERAN ACAR Danışman: YRD. DOÇ. DR. SELÇUK YERCİ ; PROF. DR. RAŞİT TURAN Yer Bilgisi: Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı Konu:Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering Dizin:Yarı iletken güneş pili = Semiconductor solar cell	Onaylandı Yüksek Lisans İngilizce 2018 112 s.
Fosil yakıt temelli enerji kaynakları ile rekabet halinde olan kristal silicon (c-Si) kullanılarak üretilen en gelişmiş standart güneş gözeleri yüksek maliyet verimliliğine haizdir. Bununla birlikte, verim/maliyet oranını artırmak için daha karmaşık göze yapılarının (Örneğin, birbirine kenetlenmiş arka temaslı güneş gözeleri, IBC) geliştirilmesi gerekmiştir. Bu tezde, göze boyutları, katkılama profilleri, metal bağlantı geometrisi ve bağlantı direnci gibi yapısal parametrelerin, IBC ve çift taraflı IBC gözelerin verimliliğine etkileri, nümerik simülasyonlar uygulanarak çalışılmıştır. IBC ve çift taraflı IBC gözelerin ışık emme yeteneği ışın optiği yöntemini uygulayan Opal 2 optik simülatörü kullanılarak simüle edilmiştir. Elde edilen üretim profilleri elektriksel simülasyonlarda kullanılmak üzere Silvaco TCAD yazılımına gömülmüştür. Verimlilik (), açık devre gerilimi (VOC), kısa devre akım yoğunluğu (JSC) ve dolgu faktörünün (FF) değişimleri çeşitli hücre konfigürasyonları için hesaplanmıştır. Sonuçlar, silisyum gözesinde 10 milisaniyeye kadar varan daha uzun taşıyıcı ömre sahip kaliteli malzeme kullanılmasının, gözenin temel katkılamasının 1x1014 to 1x1017 atom/cm3 sınırları aralığında değişmesinden daha etkili olduğunu göstermiştir. İlave olarak, göze emitter genişliğinin göze genişliğine oranının etkisi de araştırılmış ve optimum oran %79 olarak bulunmuştur. Göze taşıyıcı ömrü 1 ms ve göze katkılaması 1x1016 cm-3 alınması durumunda optimum yapı, 1500 μm genişliğinde bir Emitter ve 300 μm genişliğinde bir BSF ile sağlanmıştır. Son olarak, çift taraflı IBC güneş gözelerinin bağlantı genişliklerinin verim üzerindeki etkileri üzerine çalışılmıştır. Sonuç olarak, %30 mertebesindeki yer yansıması değeri için, %20 bağlantı alan kaplama oranı ile en yüksek enerji verimliliği sağlanmıştır.
The state-of-the-art solar cells manufactured using crystalline silicon (c-Si) are highly cost-effective, competing with fossil fuel-based energy sources. However, relatively more complex cell structures (i.e. interdigitated back contact, IBC) need to be developed to further increase the efficiency/cost ratio. In this thesis, the effects of structural parameters such as cell dimensions, metal contact geometry and contact resistances on the efficiency of IBC and bifacial IBC silicon solar cells were studied by numerical simulations. Light absorption in IBC and bifacial IBC solar cells was simulated using ray optics method in Opal 2 simulation software. The extracted generation profiles were embedded into Silvaco TCAD. Efficiency (), open circuit voltage (VOC), short circuit current density (JSC) and fill factor (FF) of solar cells were calculated for various device configurations. The results showed that the usage of high quality bulk Si providing longer carrier lifetime values up to 10 ms is more effective on cell efficiency than changing the base doping between the limits 1x1014 to 1x1017 atoms/cm3. Furthermore, the effect of the ratio of emitter width to cell width was investigated and the optimum ratio is found to be 79%. An optimum structure for a minority carrier lifetime of 1 ms and base doping concentration of 1x1016 cm-3 is obtained when an emitter width of 1500 μm and a back surface field width of 300 μm is realized. Finally, the effects of contact widths of bifacial IBC solar cells on efficiency were studied. A contact coverage fraction around 20% yields the highest efficiency for a floor reflection of 30%.