Özet:
Bu çalışmada dönel kaplama yöntemi kullanılarak hafniyum oksit (HfO2) temelli ince filmler oluşturularak yansıma önleyici ve pasivasyon etkileri araştırıldı. İlk olarak HfO2 ince filmi c-Si yüzeyine kaplandıktan sonra tavlama sıcaklığının etkisini görmek için numuneler 500ºC ile 1000ºC aralığında tavlandı. XRD sonuçlarına göre 500ºC'nin üzerindeki tavlama sıcaklıklarında filmlerin monoklinik fazda kristalleştiği görüldü. Yansıma ölçümlerinden, 700°C'de tavlamadan sonra 71.36 nm kalınlığındaki HfO2 film ile ortalama %10.87 yansıtma elde edildi. Ayrıca elipsometre ölçümleri sonucunda, filmlerin 600 nm'de 1.934'lik kırılma indisine sahip olduğu ve tavlama sıcaklığının 800°C'ye yükselmesi durumunda kırılma indisinin 2.05 yükseldiği görüldü. Daha sonra çift katmanlı ve HfO2-SiO2 karışımı ince filmler elde etmek için SiO2 ince film optimizasyonu gerçekleştirildi. HfO2-SiO2(1:1) filmleri büyütülerek yansıma önleyici ve pasivasyon etkileri araştırıldı. Hazırlanan HfO2-SiO2(1:1) ince filmlerine ait minimum ve ortalama yansıma değerleri sırasıyla %4.30 ve %14.68 olarak elde edildi. HfO2-SiO2(1:1) filmlerine ait efektif taşıyıcı yaşam süreleri, 600°C'de tavlandıktan sonra 2 μs'lik kaplanmamış silisyumun taşıyıcı yaşam süresine kıyasla 32 μs'ye yükseldiği görüldü. Daha yüksek tavlama sıcaklıklarda taşıyıcı yaşam süresinin önemli ölçüde bozulduğu (700°C ve 800°C için sırasıyla 8.9 ve 0.6 μs'ye kadar) görüldü. Son olarak deneysel ortalama yansıma değerlerinin Afors-Het yazılımıyla c-Si güneş hücrelerine yansıma önleyici (YÖ) katman olarak uygulanması sonucunda yansıma önleyici kaplamasız güneş hücresinin güç dönüşüm verimi (PCE) %11.68 olarak belirlenirken, yüksek molariteli (0.4M) HfO2 ile kaplanmış güneş hücresinin verimi %17.58 olarak elde edildi. Yüksek molariteli HfO2 ince filminin uygulandığı güneş hücresi için kısa devre akım yoğunluğunun (Jsc) 20.87'den 31.27 mA/cm2'ye ve açık devre voltajının (Voc) 685.10'dan 696.10 mV'ye yükseltilmesi sonucu yaklaşık olarak %6 verim artışı sağlandı.
