Hide/Show Apps

TERMOFOTOVOLTAİK ENERJİ HARMANLAMA SİSTEMLERİNDE YAKIN ALAN IŞINIM DENEYLERİ

Bu çalısmada, yakın alan ısınımını (YAI) incelemek ve siyah cisim ısımasının üzerinde ısıgeçisi elde edebilmek amacıyla, karakteristik uzunlugu ısıl ısıma dalgaboylarından dahaküçük olan, nanometrik bosluklu yapılar gelistirilmistir. Literatürde vakum ortamlarında yapılançalısmaların aksine, gerçek çalısma ortamında testler yapabilmek için birbirine bakanyüzeyleri nanometre mertebesinde vakum boslugu ile ayrılmıs yongalar tasarlanıp üretilmistir.Isımayı, elektriksel dönüsüme elverisli sekilde harmanlamak için uygun rezonansfrekanslarında yüzey modlarına sahip malzemeler teorik olarak incelenmistir. Sonrasındasilisyum karbürün (SiC), silisyum (Si) yüzeyler üzerine ince film olarak kaplaması yapılmıstır.Farklı film kalınlıgı ve yonga içi bosluk mesafesi kombinasyonlarının rezonans frekansınaetkileri teorik olarak incelenmistir. Ince filmlerin kristal yapısı ısıl islem ile iyilestirilmis vekarakterizasyonları yapılmıstır. Yonga dısındaki atmosferik basınç ile yonga içi vakum (düsükbasınç) farkından dogan bükülmeyi azaltmak ve pul yüzeylerinin sızdırmaz sekildebirlestirmesinde, iletim ısı geçisi alanını minimum olacak sekilde saglamak üzere farklı yongaiçi yöntemleri ile üretilmistir. Toplam ısı geçisi (iletim + ısınım) dahilinde iletim ve ısınımbilesenlerini mertebesel olarak belirleyebilmek için, toplam boyutları sabit, farklı ısı iletimalanlarına sahip dört farklı yapıda yonga tasarlanmıstır. Sözkonusu yongalar, SiC kaplı Sipulların üzerinde bir dizi mikro-elektro-mekanik sistem (MEMS) üretim basamagı izlenereküretilmistir. Bu yongaların bos iç yüzeylerinde bulunabilecek farklı nano-çıkıntıların YAIüzerine etkileri, olusturulan sayısal bir model ile arastırılmıs ve üretilmesi en uygun tasarımbelirlenmistir. Içinde 10-5 mbar mertebesinde vakumu tutabilen ve ısınım alanı iletim alanının1.4 ila 6 katı olacak sekilde tasarlanmıs yongalar, basarı ile üretilmis ve test edilmistir. Projekapsamında ayrıca, vakum ortamı dısında gerçek bir yonganın testlerinin yapılabilmesi içinuluslararası düzeyde, özgün bir deney düzenegi gelistirilmis, kontrollü ısıtma ve sogutmayapabilen ve ısı akısını hassas ölçebilen bu düzenekte deneyler basarıyla tamamlanmıstır.0,1 mm düz duvarlı yapıda ısınımın toplam ısı transferine oranı %13.6 olarakayrıstırılabilmistir. Olusturulan düzenek, farklı arastırma gruplarının gelistirecegitermofotovoltaik (TPV) hücrelerin hassas bir biçimde test edilmesine olanak saglamaktadır