Silisyum alttaş yüzeylerinin 3 boyutlu mikro yapılarının optik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında, silisyum alttaş yüzeylerinin 3 boyutlu mikro yapılar ile desenlenerek optik özelliklerinin iyileştirilmesi incelenmiştir. Silisyum yüzeylerinde mikro desenleme teknikleri kullanılarak oluşturulan konik yapıların, güneş hücrelerinin verimliliğini artırma potansiyeli araştırılmıştır. Yapılan çalışmalar kapsamında, 1 mm x 1 mm boyutlarındaki silisyum yüzeylere farklı yarıçap ve yüksekliklerde konik delikler açılmış ve bu yüzeylerin ışık emilim ve yansıtma özellikleri simülasyonlar ile analiz edilmiştir. Simülasyonlarda, OpticStudio Zemax yazılımı kullanılarak farklı yüzey desenlerinin ışık tutma kapasitesi değerlendirilmiştir. Elde edilen bulgular, yüzey dokularının ışık emiliminde önemli bir artış sağladığını ve yansımayı minimize ederek fotovoltaik hücrelerin genel verimliliğini artırdığını göstermektedir. Özellikle, konik yapıların boyutları ve aralıkları sistematik olarak değiştirilerek en uygun yüzey dokusu belirlenmiştir. Bu çalışma, desenleme teknikleri ile oluşturulan yüzey dokularının fotovoltaik malzemelerdeki optoelektronik performansı artırma potansiyelini ortaya koymakta ve daha verimli güneş hücrelerinin geliştirilmesine katkı sağlamaktadır.

In this thesis, the enhancement of optical properties of silicon substrate surfaces through three-dimensional microstructuring was investigated. The potential of microtexturing techniques to improve the efficiency of solar cells by creating conical structures on silicon surfaces was examined. The study involved the fabrication of conical holes with varying radii and heights on 1 mm x 1 mm silicon surfaces, followed by the analysis of their light absorption and reflection characteristics using simulations. The simulations, conducted using OpticStudio Zemax software, evaluated the light-trapping capabilities of different surface textures. The findings revealed a significant increase in light absorption and a reduction in reflection, resulting in improved overall efficiency of photovoltaic cells. Systematic variation of the conical structure dimensions and spacing identified the optimal surface texture for maximum performance. This research demonstrates the potential of texturing techniques to enhance the optoelectronic performance of photovoltaic materials, contributing to the development of more efficient solar cells.