Kuantum Nokta Ara Bant Oluşumlu Güneş Hücresinin Büyütülmesi, Fabrikasyonu ve Karakterizasyonu

Özet

Katmanlar arasında sıkıştırılmış kendinden oluşumlu InAs kuantum noktalar n- üzeri p-GaAs tek eklem güneş hücresinin taban kısmına yakın bir bölgesinde sentezlenmiştir. Güneş hücresi yapısı p-tipi GaAs alttaş üzerine epi-katman olarak moleküler demet epitaksi yöntemiyle büyütülmüştür. Kuantum nokta içeren katmanlar, 15 tekrar olarak 25 nm kalınlığındaki GaAs örtü-katmanları arasına 2,7 tek-katman (ML) InAs büyütülerek oluşturulmuştur. 490 oC’de büyütülen InAs/GaAs ara-bant katmanlar dışında güneş hücresi yapısı 580 oC’de büyütülmüştür. Karşılaştırma yapabilmek adına ayrıca InAs kuantum nokta içermeyen bir referans örneği de büyütülmüştür. Büyütülen güneş hücresi yapıları aygıt haline getirilmiş ve opto-elektronik verimliliklerinin belirlenebilmesi için AM 1.5G güneş spektrumu altında ölçümler yapılmıştır. InAs kuantum noktaların, güneş hücresinin optik performansının üzerindeki etkisinin incelenebilmesi için, sonuçları destekleyici nitelikte, fotolüminesans ölçümleri de gerçekleştirilmiştir. Akım-gerilim ölçümlerinden elde edilen güneş hücresi parametreleri, kuantum noktalı ara-bant güneş hücresinin veriminin referans örneğine göre daha iyi olduğunu ortaya koymuştur. Güneş hücrelerinin şant direncinin aynı çıkması, hücreler arasındaki verimlilik farkının aygıt üretim sürecine değil, aygıtın içsel özelliklerine bağlı olduğunu göstermektedir.