Si alttaş üzerinden kaldırılan ince film GaAs güneş hücrelerinin fabrikasyonu ve karakterizasyonu

Günümüzde, GaAs tabanlı III-V grubu güneş hücreleri fotovoltaik teknolojilerdeki en verimli ve radyasyona dayanıklı hücre teknolojileridir. Tek kristal III-V grubu alttaşların yüksek maliyeti GaAs yarıiletkeninin fotovoltaik uygulamalarda kullanımını sınırlamaktadır. Bu nedenle, III-V grubu aygıtların daha ucuz olan Si alttaşların üzerine büyütülmesi son zamanlarda büyük ilgi görmektedir. Ayrıca, epitaksiyel ince film kaldırma (ELO) yöntemi hücre yapısının büyütüldüğü alttaşların defalarca başka hücre büyütmelerinde kullanılmasına izin verdiğinden maliyeti ilaveten azaltmaktadır. Bu çalışmada, ince film GaAs güneş hücre yapıları ters sırada 4o sapma açısıyla kesilmiş Si (100) alttaşlar üzerine moleküler demet epitaksi yöntemiyle büyütülmüştür. İnce film hücre yapıları farklı base kalınlıklarında n-tpi ve p-tipi hücre olarak büyütülmüştür. Termal döngüde tavlama işleminin kristal kalitesini iyileştirmedeki etkisi araştırılmıştır. Hücre yapılarında dislokasyon engelleyici olarak gergin katmanlı süperörgü (SLS) kullanılmıştır. Esnek ince film GaAs güneş hücresi fabrikasyonu için iki farklı yöntem kullanıldı. Bu yöntemlerin fabrikasyon aşamaları ayrıntılı olarak incelenmiş, ince filmler üzerindeki etkileri karşılaştırılmış ve analiz edilmiştir. Hem alttaş üzerine büyütülen yapısının hem de fabrikasyon sonrası ince film haline getirilmiş güneş hücrelerinin optiksel ve yapısal karakterizasyonları taramalı elektron mikroskopu, geçirimli elektron mikroskopu, yüksek çözünürlüklü X-ışını kırınımı ve fotolüminesans spektroskopisi kullanılarak incelenmiştir. Ayrıca, Si üzerinden kaldırılan ve fabrikasyon yapılan ince film GaAs güneş hücrelerinin kuantum verimliliği ve I-V ölçümleri ilk defa başarılı bir şekilde bu tez çalışması kapsamında gerçekleştirilmiştir.