p-i-n yapıda GaAs tabanlı esnek ince film güneş hücrelerinin Si alttaşlar üzerinden geliştirilmesi

III-V grubu yarı iletken güneş hücreleri en verimli fotovoltaik teknolojilerdir. Özellikle III-V grubu tabanlı GaAs güneş hücreleri, geleneksel Si güneş hücrelerine göre mükemmel optik özellikler, daha iyi elektronik hız ve daha yüksek radyasyon direnci sağlar. Bununla birlikte, tek kristal III-V tabanlı alttaşların yüksek fiyatları, fotovoltaik uygulamalarda GaAs malzemelerin kullanımını kısıtlamaktadır. Sonuç olarak, III-V güneş hücreleri için maliyet düşürme yaklaşımları birçok araştırmacının ilgisini çekmiştir. Epitaksiyel kaldırma (ELO) yöntemi; esnek, hafif ve yüksek verimli güneş hücreleri üretimi için büyük ilgi görmektedir. Yöntem ayrıca yüksek maliyetli III-V alttaşların sonraki büyütmeler için yeniden kullanılmasına izin vererek toplam maliyeti düşürür. III-V yarı iletkenlerinin düşük maliyetli Si alttaşlar üzerinde heteroepitaksiyel büyütülmesi ise diğer bir GaAs güneş hücrelerinin maliyetini düşürme yöntemidir. Si alttaşların kullanılması aynı zamanda III-V güneş hücrelerinin büyük ölçekli üretimine de olanak tanır. Bu tezde GaAs güneş hücreleri, moleküler ışın epitaksi (MBE) sistemi kullanılarak Si alttaşlar üzerine büyütülmüştür. GaAs güneş hücreleri, yük ekstraksiyonunu iyileştirmek için p-i-n tipi eklem olarak tasarlanmıştır. En iyi kristal kalitesini elde edebilmek için çeşitli dislokasyon filtre yaklaşımları kullanılmış ve etkileri karşılaştırılmıştır. ELO işleminden önce ve sonra güneş hücrelerinin optik ve yapısal karakterizasyonları yapılmıştır. Güneş hücrelerinin enerji dönüşümü ve kuantum verim değerleri ölçülmüştür. Si alttaşlardan kaldırılmış ince film GaAs p-i-n güneş hücreleri, 1.5AMG spektrumu altında %8.81 enerji dönüşüm verimliliği elde etmiştir.