Yüksek Verimli ve Düşük Maliyetli Tandem Perovskit / Silisyum Güneş Pillerinin Tasarımı ve Üretimi

Download
2017
İki yıl süre ile TÜBİTAK 2543 - CRNST ile İkili İşbirliği Programı çerçevesinde desteklenenprojenin final raporunun araştırma sonuçları aşağıda verilmektedir.Bu projenin amacı geniş bant aralıklı sahip perovskit güneş gözesi, iç içe geçmiş parmaklı(interdigitated) arka kontaklı (IBC) silisyum güneş gözesi ve bu iki yapının bir araya getirilmesiile perovskit/silisyum tandem güneş gözesi geliştirmektir. Tandem yapısının yüksek verimliliğesahip silisyum göze üzerine geniş bant aralıklı ve dolayısıyla daha fazla açık devrepotansiyeline sahip perovskit güneş gözesinden oluşması planlanmıştır. Perovskit gözeleriuniform kaplamaya izin veren vakum sistemi kullanılarak üretilmiştir. Tüm çalışmalar OrtaDoğu Teknik Üniversitesi Güneş Enerjisi Araştırma ve Uygulama Merkezi (ODTÜ-GÜNAM)ekibi tarafından gerçekleştirilmiştir. Projede yapılması planlanan tüm iş paketleri iş planlarıçerçevesinde tamamlanmıştır. Yaşanan çeşitli aksaklıklara rağmen projede elde edilenrekabetçi değerler ekibimizin geliştirdiği bilgi birikimi göstermektedir.Proje kapsamında perovskit ince film tabakasının oluşumunun çok çeşitli parametrelerdenetkilendiği gözlemlenmiştir. Perovskit kristali oluşturmada termal buharlaştırma yöntemindekullanılan basınç ve buharlaştırma hızının yanı sıra perovskit tabakasının altında yer alanelektron (normal yapı) veya hol (ters yapı) tabakalarının kalitesinin de rol aldığı anlaşılmıştır.Bunun üzerine oluşturulan birbirinden farklı yapılardaki güneş gözelerinde kullanılan elektronve hol tabakalarının ayrıntılı bir şekilde optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmalarsayesinde elektron mikroskop görüntüleri ve X-ray kırınım sonuçları göz önüne alındığındaliteratürdeki yüksek verime sahip perovskitlere benzer kristaller üretmiş bulunmaktayız. Buperovskit tabakalar kullanılarak ürettiğimiz gözeler ile %15 olarak verilen hedef verime yakınverimler elde etmiş bulunmaktayız.Proje kapsamında bildiğimiz kadarıyla Türkiye?deki ilk IBC silisyum güneş gözeleriüretilmiştir. Bu gözelerin verimi beklentimizin altında kalsa da, GÜNAM?da geçtiğimiz aylardaalüminyum arka yüzey alan etkili (Al back surface field, Al-BSF) silisyum güneş gözelerinden%19?un üzerinde verim elde edilmiştir. Ayrıca, yine Türkiye?deki ilk Perovskit/Si tandemgüneş gözesinin üretimi gerçekleştirilmiştir. Oluşturulan perovskit/IBC Si tandem güneşgözesinden hedeflenen verim maalesef elde edilememiştir. Bu nedenle yine bizim üretimimizolan Al-BSF güneş gözesi üzerine perovskit güneş gözesi ile tandem güneş gözesiçalışmaları yapılmıştır. Bu projede edindiğimiz bilgiler ışığında perovskit ve tandem güneşgözesi alanında çok daha başarılı işler yapacağımıza inanmaktayız.TÜBİTAK?a, projeyi yazma konusunda bize motivasyon sağladığı için şükranlarımızısunuyoruz. Fas ekibi proje sayesinde kendi kurumlarından aldıkları seyahat desteği gerekkendi gerekse ODTÜ-GÜNAM?da araştırmalar yapmışlardır. Projeye iki doktora ve beşyüksek lisans öğrencisi zaman zaman farklı sürelerde destek vermiştir. Bu ve bunlarındışarısındaki birkaç öğrenciye maddi beklenti içerisine girmeden yaptıkları özverili çalışmalariçin teşekkürü borç biliriz. Sonuç olarak en az 4 tane konferans bildirisi ve 2 uluslararasıindeksli makale çıktısı emeklerinin karşılığı olacaktır. Literatürdeki en rekabetçi alanlararasında yer alan perovskit güneş gözesi konusuna biraz geç dahil olan ekibimiz bu projedeedindikleri bilgi-birikim ile yakında bu alanda kendisine hem literatür hem de saygınkonferanslarda sunumlar yaparak yer açacaktır. Termal buharlaştırma ile kontrollü bir şekildeBr katkılı perovskit üretimi konusunda yaptığımız çalışmaları yayınlama fırsatını başka biryayının benzer zamanlarda yapılması ile kaçırdık, şu an yazım aşamasında iki tane makalebulunmaktadır.
Citation Formats
R. Turan and S. Yerci, “Yüksek Verimli ve Düşük Maliyetli Tandem Perovskit / Silisyum Güneş Pillerinin Tasarımı ve Üretimi,” 2017. Accessed: 00, 2020. [Online]. Available: https://app.trdizin.gov.tr/publication/project/detail/TVRreE5UYzM.