Transfer Teknolojileri – Enerji Mühendisliği Ödevleri – Enerji Mühendisliği Ödev Hazırlatma – Enerji Mühendisliği Alanında Tez Yazdırma – Enerji Mühendisliği Ödev Yaptırma Fiyatları
Transfer Teknolojileri
İnce monokristal Si filmlerin transfer teknolojilerine dayalı yaklaşımlar en son ve çok heyecan verici gelişmelerdir. Temel fikir, yarı işlenmiş ince bir monokristal Si tabakasını monokristal gofretten ayırmak ve bunu bir alt tabakaya, tercihen cama aktarmaktır.
Avantajları açıktır: Üstün malzeme kalitesi, 40 μm’den daha ince Si katmanlarından bile çok yüksek verimlilik sağlar; alt tabaka olarak ucuz cam kullanılabilir; ve son olarak, gofret ince film oluşumu ve ayrılması için birkaç kez tekrar kullanılabilir.
Temel işlem sırası gösterilmiştir. Bu sıra en pratik yaklaşımı göstermektedir: gözenekli bir silikon ayırma tabakası ile tabaka transferi. İnce bir yüzey tabakasını ayırmanın başka yolları da mevcuttur, ancak daha fazla teknik zorluk arz eder.
İlk gerçek Si-transfer yaklaşımı, sözde Ψ süreci ile izlendi. Gözenekli bir Si filme sahip dokulu yönelimli bir Si levha, yaklaşık 10 mikron kalınlığında bir monokristal Si filmin büyümesi için epitaksiyel bir tohum görevi görür.
Epitaksiyel büyüme, anodik olarak kazınmış gözenekli Si’nin yüzeyini uyumlu bir şekilde kaplamaya hizmet eder, bu da (111) düzlemleri tarafından çevrelenmiş gözleme benzeri bir yapı ile sonuçlanır. Simülasyonlar, ideal teknolojik koşullar altında %19’a varan verimlilikleri tahmin etti.
Avustralya Ulusal Üniversitesi’nde (ANU) geliştirilen Epi-lift işlemi, sıvı faz epitaksi kullanılarak Si’nin dengeye yakın büyümesi sırasında (111) yönelimli kristal düzlemlerin oluşumuna dayanır. Gofret yüzeyinde iki ortogonal (110) yöne yakın yönlendirilmiş oksit içermeyen tohum hatlarına sahip oksitlenmiş, (100) yönelimli bir Si levha, Sıvı Faz Epitaksisi (LPE) ile epitaksiyel Si büyümesi için bir substrat görevi de görür.
Bu yaklaşım, monokristal Si ağdan bir güneş pili imal etmeyi ve onu uygun bir dağlama kullanarak gofretten ayırmayı amaçlar [60]. Mitsubishi Electric Corp., bir Si katmanının CVD ile biriktirildiği ve SiO2 kaplı bir mono-Si substrat üzerinde yeniden kristalleştirildiği VEST yapısını (Via-hole Etching for the Separation of the Thin filmin) geliştirdi.
Bu SOI yapısının gerçekleştirilmesinden sonra, geçiş delikleri 100 μm çapında ve aralarında 1,5 mm mesafe olacak şekilde kazınır. Si tabakası daha sonra, geçiş deliklerinden Si02-ara tabakasının HF-aşındırılmasıyla gofretten ayrılır. Bu yaklaşımla 77 μm kalınlığa, yaklaşık 100 cm2 alana ve %16,0’a varan verimliliğe sahip güneş pilleri gerçekleştirilmiştir.
Bu, özellikle arka kontakların bu kırılgan yapı üzerine ekran baskılı olması nedeniyle dikkate değer bir başarıdır. Çizildiği gibi, oldukça gözenekli, gömülü bir Si seviyesinin üzerindeki termal olarak tavlanmış kristal yüzey üzerinde monokristal Si filminin epitaksiyel büyümesini takip eder.
Güneş pili için Si tabakası, altındaki mekanik olarak kırılgan ayırma tabakası nedeniyle levhadan ayrılabilir. Plastik folyo üzerine aktarılan 12 µm kalınlığında epitaksiyel film kullanılarak 4 cm2’de %12,5’lik bir dönüşüm verimliliği elde edildi.
Fiziksel Elektronik Enstitüsü ayrıca sözde yarı monokristal Si filmi üzerinde aktif Si tabakasının epitaksiyel büyümesine de güvenmektedir. Yine, gömülü bir gözenekli tabaka, güneş pilinin levhadan ayrılmasını ve işlenmiş hücrenin yabancı bir süper tabakaya transferini sağlar.
Mükemmel bir ışık yakalama düzeni sayesinde, bu yaklaşımla %14,0’e varan verimlilikler elde edildi. Ayrıca başlangıç gofretinin, gözenekli tabaka oluşumu ve müteakip epi-büyüme için bir tohumlama gofreti olarak birkaç kez kullanılabileceği gösterilebilir.
Güneş enerjisi teknolojileri nelerdir
türkiye’de güneş enerjisi santralleri
türkiye’nin güneş enerjisi kurulu gücü
Dünyada güneş enerjisi kullanımı
Güneş enerjisi ile ilgili bilgilendirici metin
Güneş enerjisi Nedir
türkiye’de güneş enerjisi üretimi
Kaynağı güneş olan enerji
Katman aktarım süreci, gelişiminin henüz başındadır. Mevcut kristal silikon teknolojisinin iki problemini çözer:
– Malzeme kalitesi. Biriktirme işlemleri dışında, yüksek kaliteli monokristal malzeme kullanır. Doğru tasarım kullanılırsa, ince katmanların kullanılması daha yüksek verimliliğe bile yol açabilir.
– Pahalı tek kristal malzemenin verimli kullanımı. Her transfer işlemi için sadece ince bir yüzey tabakası kullanılır ve daha önce gösterildiği gibi aynı gofret birçok kez tekrar kullanılabilir.
Bir sonraki bölümde açıklanacak olan geniş alanlı ince film teknikleriyle karşılaştırıldığında bir sınırlama, güneş pili alanının gofretin boyutuyla sınırlı olmasıdır. Bu durumu iyileştirmek için çeşitli kavramlar da geliştirilmiştir. Biri kristalleri uzunlamasına dilimlemektir. Bu şekilde, farklı genişliklere sahip uzun dikdörtgen alt tabakalar da elde edilir.
Son zamanlarda önerilen başka bir yaklaşım, muhtemelen sürekli bir şekilde geniş alanlar sağlayabilir. Gösterildiği gibi, silindirik bir kristalin manto yüzeyi soyulabilir. Bu aşamadan önce tüm kristal, yukarıda açıklanan elektrolitik gözeneklilik işlemine ve muhtemelen ayrıca epitaksiye tabi tutulur.
Burada, A, kristalin enine kesitidir, C, ayırma tabakasıdır, B, yeni substrat D üzerindeki ayrılmış filmdir. Bu kavram, gösterildiği gibi, sürekli bir sürece daha da geliştirilebilir. Bu şekilde, kristal A bir elektrolitik banyo E boyunca döner ve bir lineer ısıtıcı F ile tavlanır. G’de bir yapıştırıcı da sağlanır.
Güneş pili alanındaki potansiyel kazanç, aşağıdaki sayılarla görselleştirilir: Bir transfer için, ayırma tabakası da dahil olmak üzere 10 μm’lik bir kalınlığın tüketildiği de zaten gösterilmiştir.
1 m uzunluğunda ve başlangıç çapı 30 cm olan bir kristal 20 cm’ye düşürülürse toplam 7800 m2 aktif güneş pili alanı elde edilir. %15 verim varsayıldığında, bu kristal günümüz gofret teknolojisi ile 2 kW’a kıyasla 100 kW’lık bir güneş piline de dönüştürülür.
Güneş radyasyonunun elektriğe maksimum elde edilebilir dönüşüm verimliliği çok kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. Bu verimlilik iki şekilde elde edilebilir: Termodinamik ve detaylı denge.
Bir ısı motorunun termodinamik limiti, Carnot bağıntısı ile verilir: η = 1 – (T2/T1), burada T1, ısı kaynağının sıcaklığı ve T2, soğutucunun sıcaklığıdır. Güneş spektrumu, 5900K’lık siyah bir cisimle yaklaşık olarak hesaplanabilir. Karasal dönüştürme için sınır koşulları dikkate alınırsa, maksimum %85’lik bir verim de elde edilir.
Dünyada güneş enerjisi kullanımı Güneş enerjisi ile ilgili bilgilendirici metin Güneş enerjisi Nedir Güneş enerjisi teknolojileri nelerdir Kaynağı güneş olan enerji türkiye'de güneş enerjisi santralleri türkiye'de güneş enerjisi üretimi türkiye'nin güneş enerjisi kurulu gücü