CdS/CdTe güneş hücrelerinde pencere ve soğurma katmanlarına selenyum katkısının hücre performansına etkisinin incelenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasının birinci kısmında ısıl işlemin CdS/CdSe pencere tabakalarının karakteristiği ve hücre performansı üzerine etkisi incelendi. CdS/CdSe ikili yapılarında, 10 dakikaya kadar uygulanan ısıl işlem sonucunda, kübik CdS ve CdSe fazlarının oluştuğu görüldü. Bununla birlikte CdCl2 varlığında 10 dk. ısıl işlemden sonra CdSSe alaşımının oluştuğu ve başlangıçtaki kübik yapının hekzagonale dönüştüğü belirlendi. CdSe/CdTe, CdS/CdTe ve CdS/CdSe/CdTe yapılarına sahip güneş hücrelerinden sırasıyla % 8,39; %10,12 ve %11,47 verim elde edildi. Pencere tabakası olarak CdS/CdSe yapısının kullanılmasının aygıtın uzun dalga boyu tepkisini iyileştirerek kısa devre akım yoğunluğunu arttırdığı görüldü. İkinci kısımda, CdSexTe1-x alaşımlarının özellikleri incelenerek, CdS/CdSexTe1-x/CdTe aygıt yapısının hücre parametrelerine etkisi incelendi. CdSexTe1-x alaşımlarında, Se-konsantrasyonunun artmasıyla kristal yapının kübikten karışık faza (kübik+hekzagonal) dönüştüğü bulundu. Alaşımların optik bant aralığı değerleri, eğilme etkisinin varlığını ortaya koydu. Aygıtlarda kullanılan CdSexTe1-x ince filmlerinin (CST-20, CST-25, CST-30) aşamalı bir alaşım yapısına ve yaklaşık olarak optimum bant aralığına sahip olduğu görüldü. Son olarak CST-20/CdTe, CST-25/CdTe ve CST-30/CdTe yapılarına sahip güneş hücrelerinden sırasıyla % 9,59; %11,69 ve %10,13 verim elde edildi. Aygıt yapısında CdTe soğurma tabakasının ön-tarafında bir CdSexTe1-x alaşım tabakası kullanmanın, kısa devre akım yoğunluğunu arttırdığı gösterildi.