AMPS-1D programı kullanılarak güneş gözelerinin bilgisayar modellemesi

Abstract

Bu tez çalışmasında, Pennsylvania State Üniversitesi'nden sağlanan AMPS-1D programı kullanılarak, pin yapıdaki tek eklemli hidrojenlendirilmiş amorf silisyum (a-Si:H) güneş gözelerinin bilgisayarla modellemesi yapılmıştır. Modellemeler yapılırken, Portici-İtalya ENEA araştırma merkezinde hazırlanan göze yapısı göz önüne alınmış, bu merkezde elde edilen deneysel sonuçlarla uyumlu parametrelerle modellemeler yapılması yoluna gidilmiştir. Farklı özelliklere sahip tabakalarla güneş gözelerinin elektriksel ve optik özellikleri incelenmiş, güneş göze dış parametrelerinin (Kısa devre akım yoğunluğu, açık devre voltajı, dolum çarpanı, verim), deneysel olarak ölçülemeyen bant diyagramı, elektrik alan profili, yeniden birleşme oranı gibi iç parametrelerle ilişkisi test edilmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda, tampon tabaka eklenmesi ile güneş gözesi verimliliğinin arttırılabileceği, ancak bant aralığı, tabaka kalınlığı, kusur yoğunluğu katkılama yoğunluğu gibi parametrelere bağlı olarak bunun değişkenlik göstereceği görülmüştür. İntrinsik tabaka kalınlığının, güneş göze verimi üzerinde büyük etkiye sahip olduğu, kalınlık düşüşü ile daha kararlı yapılar elde edilebileceği görülmüştür.

In this study, hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) single junction solar cell computer modeling has been performed by using AMPS-1D software which provided by Pennsylvania State University. In this thesis, the structure of solar cells have been considered as the same structure of the experimental ones prepared at ENEA-Portici/Italy research center. Electrical and optical properties of solar cells which have different layers have been investigated, relation between external parameters (short circuit current density, open circuit voltage, fill factor, efficiency) and internal parameters which can not be measured by experiments such as band diagram, electrical field profile and recombination rate have been tested. Our findings show that in order to realize further efficiency improvement, graded buffer layer at p+/i interface of single cells is an option, but band gap, thickness and doping concentration and gap states are critical parameters. Thickness of intrinsic layer affects efficiency, by recuding thickness, more stable cells can been achieved.