Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2011
Öğrenci: GÖKHAN ŞENAY
Danışman: TUĞBA SELCEN NAVRUZ
Özet:Geleneksel p-n eklem güneş pillerinde verim kaybına sebep olan iki önemli etken; enerjisi yasak band aralığından düşük olan fotonların soğurulamaması ve yüksek enerjili fotonların fazlalık enerjilerinin ısıya dönüşmesidir. Bu iki kayıp mekanizması, fotovoltaik çevrimde güneş enerjisinin yaklaşık yarısının kullanılamadığı anlamına gelmektedir. Son nesil güneş pilleri; bu kullanılamayan enerjiden yararlanarak, verimi artırmayı hedeflemektedir. Bu tez çalışmasında, son nesil güneş pilleri arasında pratikte uygulaması mevcut tek ürün olan çok eklemli güneş pillerinin verimine yönelik teorik analizler yapılmıştır. Siyah cisim (black body) ışıması altında yapılan tüm analizlerde Detaylı Denge Modeli kullanılmıştır. Çok eklemli güneş pilinin verimde nasıl iyileşme sağladığının görülmesi için, öncelikle geleneksel p-n eklem güneş pilinin verim analizi yapılmıştır. Geleneksel p-n eklem güneş pilinde, EG=1.31 eV için verim sınırı %31.162 olarak hesaplanmıştır. İki eklemli monolitik güneş pilinde, EG1=1 eV ve EG2=1.71 eV için verim sınırı %42.668 olarak elde edilmiştir. Ge (0.7 eV) yarı-iletkeninin alttaş ve üçüncü p-n eklemi olarak kullanıldığı hesaba katılan üç eklemli monolitik güneş pilinde, EG2=1.21 eV ve EG3=1.87 eV için verim sınırı %48.27 olarak bulunmuştur. Ayrıca, ışık konsantrasyonu arttıkça, verimin logaritmik olarak arttığı gözlemlenmiştir.İki eklemli ve üç eklemli güneş pillerinde üstteki p-n ekleminin kalınlığı ayarlanarak akım uyumlandırması (current matching) işlemi yapılmıştır. İki eklemli GaAs (1.42 eV)/Ge (0.7 eV) ve üç eklemli GaInP (1.9 eV)/GaInAs (1.4 eV)/Ge (0.7 eV) güneş pilinde, en üstteki p-n ekleminin kalınlığının belirli bir değere kadar azaltılması ile verimin yükseldiği görülmüştür.Son olarak; Auger üretim ve rekombinasyonunun, optimum EGli tek eklemli ve iki eklemli monolitik güneş pilleri ile GaAs (1.42 eV)/Ge (0.7 eV) iki eklemli monolitik güneş pilinde verime etkisi incelenmiştir. p-n eklem güneş pilinde, Auger mekanizmasının çoğullama olasılığına (σ) bağlı olarak verimde önemli oranda artış sağladığı görülmüştür. Optimum EG'li iki eklemli güneş pilinde ve GaAs (1.42 eV)/Ge (0.7 eV) güneş pilinde Auger mekanizmasının verime neredeyse hiç etkisinin olmadığı görülmüştür. İki eklemli pillerde üstteki p-n eklemi inceltildiğinde, Auger mekanizmasının verimde kayda değer oranda katkı sağladığı müşahede edilmiştir. Buradan, Auger mekanizmasının çok eklemli monolitik güneş pillerinde verime etkisinin, üstteki p-n ekleminin kalınlığına bağlı olduğu sonucuna varılmıştır.