Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2021
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Volkan KIZILOĞLU
Danışman: MÜZEYYEN SARITAŞ
Özet:Tek ara bantlı yapılı güneş pilleri (ABGP), tek eklemli güneş pillerine göre güneş spektrumunun daha verimli kullanımını sağlamaktadır. Bu çalışmada, Detaylı Denge Modeli kullanılarak yeni Model-B ABGP incelendi ve daha önce kullanılan, burada Model-A ve Model-C olarak adlandırılan, iki model ile karşılaştırıldı. Soğurma katsayıları arasında örtüşme yokken, üç ABGP modelinin verimi, 1,95 eV için %63,20 ve GaAs için %59,90 olarak bulunmuştur. 4 eV örtüşmede, Model-B, Model-C ve Model-A için GaAs pil verimleri, sırasıyla %45,86, %41,32 ve %35,80 olarak bulunmuş ve Model-B’nin diğer iki modele göre daha verimli olduğu görülmüştür. ABGP pil verimi, ışık şiddetinin logaritmasıyla lineer olarak artmaktadır. GaAs ABGP’de maksimum verim için AB durum yoğunluğu en az 5x1017 cm-3 olması gerekmektedir. Elektron ve boşluk yakalama kesit alan oranlarının 0,01-100 aralığında, optimum AB doluluk oranları 1 ile 0 arasında değişmektedir. Büyük örtüşme durumunda, taşıyıcı yakalama kesit alanları çok farklı iken, Model-B’nın verimi, Model- A’nın veriminden %35 daha büyüktür. 1-3,5 eV bant aralığındaki ABGP’lerde, örtüşmenin olumsuz etkilerini azalttığından Model-B’nin verimi, Model-A’ya göre çok yüksektir. Sonuçlar, Model-B kullanılarak, geniş bant aralığındaki malzemelerin, 10000X’te ve en büyük örtüşmede, %50 üzerinde verime sahip ABGP üretimine uygun olabileceğini göstermektedir. Bu çalışmada, ayrıca InAs/GaAs kutu şekilli kuantum noktalı ara bant yapılı güneş pilinin (KN-ABGP) verimi, detaylı denge modeli kullanılarak araştırıldı. AB enerji seviyeleri ve alt bant soğurma katsayıları, farklı kuantum nokta boyutları için eşit etkin kütle ve etkin kütle uyumsuzluğu durumları göz önüne alınarak tek bant ve dört bant k.p metodu ile hesaplanmıştır. Eşit etkin kütle ve etkin kütle uyumsuzluğu durumlarında, KN boyutlarının artmasıyla alt bant soğurma katsayıları ve AB enerji seviyelerinin sayısı artmıştır. Detaylı denge modelinde, AB enerji seviyelerinin sayısının KN boyutlarıyla artması sonucu ara bant fotoakım yoğunluğunun düştüğü tespit edilmiştir. Kuantum noktaların varlığıyla KN-ABGP kısa devre akım yoğunluklarında önemli bir artış görülmezken açık devre voltajı düşmüştür. Sonuç olarak, InAs/GaAs KN-ABGP verimi %28,40, ideal GaAs ABGP verimi %52,16 ve konvansiyonel GaAs güneş pilinin verimi %34,72 olarak bulunmuştur