c-Si HIT güneş hücreleri standart c-Si tabanlı güneş hücreleri ile ince film güneş hücre teknolojilerinin birleşmesi ile ortaya çıkan yüksek verimli bir güneş hücresi teknolojidir [1-5]. c-Si HIT güneş hücre yapısında yüksek verimlilik kristal silisyum alttaşa dayanırken, maliyet etkin üretimi düşük sıcaklıklarda (200 ºC) kaplanan ince film katmanlar ve çok ince kullanılan alttaş (50- 150 μm) ile sağlanmaktadır. Heteroeklem güneş hücre yapısını 1990’lı yıllarda çalışmaya başlayan Sanyo, ilk Si heteroeklem güneş hücresini 1992’de üretmiştir. %18.1 verimliliğe sahip ilk Si heteroeklem (SHJ) güneş hücresi 1cm2’lik n-tipi Si alttaş üzerine katkılanmamış a-Si:H (i a-Si:H) kaplanarak üretilmiştir [7]. Bu güneş hücre yapısı katkısız ince film katmanlı heteroeklem (HIT) olarak adlandırılır ve son 20 yıldır başarılı bir şekilde geliştirilmektedir. Bu çalışmaların sonucunda Kaneka tarafından üretilen 179,74 cm2 alana sahip arka kontaklı heteroeklem güneş hücresi, 740,3 mV açık devre gerilimi, 42,5 mA/cm2 kısa devre akımı, %84,65 dolum faktörü ve %26,63 verim değeri ile HIT alanında üretilmiş en yüksek verime sahip güneş hücresidir.
Şekil 1. NÖHÜNAM’ da üretilen c Si-HIT güneş hücre yapısı. Si heteroeklem güneş hücrelerinin verim değerinin tarihsel gelişimi, ve diğer Si-tabanlı güneş hücreleri ile kıyaslaması.
c-Si HIT güneş hücreleri araştırma konuları aşağıda verilmiştir.
- Güneşhhücresi katmanlarının optimizasyonu ve karakterizasyonu
- c-Si HIT’nin alt hücre olduğu tandem güneş hücreleri
- Yenilikçi iletken oksit tabakalar
- Grafenin güneş hücrelerine uygulanması
- Nano yüzey desenlendirme
Referanslar:
[1] DE WOLF S., DESCOEUDRES A., HOLMAN Z. C., BALLIF C., “High-efficiency silicon heterojunction solar cells: A review”, Green, 2(1), 7-24, 2012.
[2] LIU, Y., SUN, Y., LIU, W., YAO, J., “Novel high-efficiency crystalline-silicon-based compound heterojunction solar cells: HCT (heterojunction with compound thin-layer)”, Physical Chemistry Chemical Physics, 16 (29), 15400-15410, 2014.
[3] PATEL, K., TYAGI, P. K., “Technological advances in a-Si: H/c-Si Heterojunction solar cells”. International Journal of Renewable Energy Research (IJRER), 4 (2), 528-538, 2014
[4] TAGUCHI, M., YANO, A., TOHODA, S., MATSUYAMA, K., NAKAMURA, Y., NISHIWAKI, T., FUJİTA, K., MARUYAMA, E., “24.7% record efficiency HIT solar cell on thin silicon wafer”. IEEE Journal of Photovoltaics, 4(1), 96-99, 2014.
[5] TSUNOMURA, Y., YOSHIMINE, Y., TAGUCHI, M., BABA, T., KINOSHITA, T., KANNO, H., SAKATA, H., MARUYAMA, E., TAKANA, M., “Twenty-two percent efficiency HIT solar cell”. Solar Energy Materials and Solar Cells, 93(6), 670-673, 2009.
[6] MAKOTO, T., MIKIO, T., TAKAO, M., TORU, S., SHINYA, T., SHOICHI, N., HIROSGI, H., YUKINORI, K., “Development of New a-Si/c-Si Heterojunction Solar Cells: ACJ-HIT (Artificially Constructed Junction-Heterojunction with Intrinsic Thin-Layer)”. Japanese Journal of Applied Physics, 31(11R), 3518 –3522, 1992.
[7] http://www.kaneka.co.jp/en/service/news/nr201708252/, (erişim tarihi 05.02.2019).
Araştırmacılar: Dr. Öğr. Üyesi Ayşe SEYHAN
Arş. Gör. Elif DAMGACI
Emre KARTAL