haku: @keyword tekstuuri / yhteensä: 8
viite: 3 / 8
Tekijä:Salpakari, Jyri
Työn nimi:Development of thin film and crystalline silicon solar cells with advanced light management based on plasmonic and dielectric nanostructures
Edistyneen plasmonisiin ja eristenanorakenteisiin perustuvan valonhallinnan kehitystä ohutkalvo- ja kiteisen piin aurinkokennoihin
Julkaisutyyppi:Diplomityö
Julkaisuvuosi:2012
Sivut:[9] + 86      Kieli:   eng
Koulu/Laitos/Osasto:Teknillisen fysiikan laitos
Oppiaine:Ydin- ja energiatekniikka   (Tfy-56)
Valvoja:Lund, Peter
Ohjaaja:Lenzmann, Frank
OEVS:
Sähköinen arkistokappale on luettavissa Aalto Thesis Databasen kautta.
Ohje

Digitaalisten opinnäytteiden lukeminen Aalto-yliopiston Harald Herlin -oppimiskeskuksen suljetussa verkossa

Oppimiskeskuksen suljetussa verkossa voi lukea sellaisia digitaalisia ja digitoituja opinnäytteitä, joille ei ole saatu julkaisulupaa avoimessa verkossa.

Oppimiskeskuksen yhteystiedot ja aukioloajat: https://learningcentre.aalto.fi/fi/harald-herlin-oppimiskeskus/

Opinnäytteitä voi lukea Oppimiskeskuksen asiakaskoneilla, joita löytyy kaikista kerroksista.

Kirjautuminen asiakaskoneille

  • Aalto-yliopistolaiset kirjautuvat asiakaskoneille Aalto-tunnuksella ja salasanalla.
  • Muut asiakkaat kirjautuvat asiakaskoneille yhteistunnuksilla.

Opinnäytteen avaaminen

  • Asiakaskoneiden työpöydältä löytyy kuvake:

    Aalto Thesis Database

  • Kuvaketta klikkaamalla pääset hakemaan ja avaamaan etsimäsi opinnäytteen Aaltodoc-tietokannasta. Opinnäytetiedosto löytyy klikkaamalla viitetietojen OEV- tai OEVS-kentän linkkiä.

Opinnäytteen lukeminen

  • Opinnäytettä voi lukea asiakaskoneen ruudulta tai sen voi tulostaa paperille.
  • Opinnäytetiedostoa ei voi tallentaa muistitikulle tai lähettää sähköpostilla.
  • Opinnäytetiedoston sisältöä ei voi kopioida.
  • Opinnäytetiedostoa ei voi muokata.

Opinnäytteen tulostus

  • Opinnäytteen voi tulostaa itselleen henkilökohtaiseen opiskelu- ja tutkimuskäyttöön.
  • Aalto-yliopiston opiskelijat ja henkilökunta voivat tulostaa mustavalkotulosteita Oppimiskeskuksen SecurePrint-laitteille, kun tietokoneelle kirjaudutaan omilla Aalto-tunnuksilla. Väritulostus on mahdollista asiakaspalvelupisteen tulostimelle u90203-psc3. Väritulostaminen on maksullista Aalto-yliopiston opiskelijoille ja henkilökunnalle.
  • Ulkopuoliset asiakkaat voivat tulostaa mustavalko- ja väritulosteita Oppimiskeskuksen asiakaspalvelupisteen tulostimelle u90203-psc3. Tulostaminen on maksullista.
Sijainti:P1 Ark Aalto  31   | Arkisto
Avainsanat:solar cell
plasmonics
anti-reflection coating
light management
texturing
Asahi U
nanophotonics
aurinkokenno
plasmoniikka
antiheijastuspinnoite
valonhallinta
tekstuuri
Asahi U
nanofotoniikka
Tiivistelmä (fin): Tässä diplomityössä tutkittiin valoa sirottavia plasmonisia nanorakenteita piiaurinkokennojen valonhallintamenetelminä kokeellisesti ja kirjallisuusselvityksellä, ja suunniteltiin sopivat aurinkokennot metallisilla ja eristenanohiukkasrakenteilla tapahtuvaa tulevaa tutkimusta varten.

Valoa sirottavien plasmonisten nanorakenteiden tekniikan nykytila selvitettiin laajalla kirjallisuuskatsauksella.
On osoitettu, että tällaiset nanorakenteet yhdistettynä antiheijastuspinnoitteeseen piiaurinkokennon etupinnalla ovat parempi valonhallintamenetelmä kuin tasainen kenno, jossa on pelkkä optimoitu antiheijastuspinnoite.
Teksturointia paremmin toimivaa kennon etupinnalla olevaa plasmonista nanorakennetta ei ole pystytty esittämään.
Kennon takapinnalla olevan plasmonisen nanorakenteen, yhdistettynä Mie-sirottajaan kennon etupinnalla on osoitettu toimivan teollisuudessa käytettyä Asahi U -tekstuuria paremmin ultraohuissa amorfisen piin aurinkokennoissa.

Laskennallisesti optimoitujen, a-Si:H-ohutkalvoaurinkokennojen etupinnalle valmistettujen Ag- ja Al- nanohiukkashilojen vaikutusta laitteen toimintaan tutkittiin kokeellisesti.
Nanorakenteet paransivat laitteen ulkoista kvanttihyötysuhdetta pitkillä aallonpituuksilla ja heikensivät sitä lyhyillä.
Hopeananohiukkasrakenne paransi oikosulkuvirtaa 4,6 % verrattuna parhaaseen mitattuun tasaiseen pelkällä antiheijastuspinnoitteella varustettuun kennoon, alumiininanohiukkasrakenne 3,4 %.
Kirjallisuudesta ei löytynyt viitettä kokeellisesti osoitetusta aurinkokennon oikosulkuvirran paranemisesta alumiininanohiukkasrakenteella.

Kiteisen piin aurinkokennot suunniteltiin metallisilla ja eristenanohiukkasrakenteilla tapahtuvaa tulevaa tutkimusta varten.
Kennot perustuvat IBC-heteroliitosarkkitehtuuriin, ne prosessoidaan mekaanis-kemiallisesti kiillotetuille FZ-yksikiteisille piikiekoille, ja niiden pintapassivointi toteutetaan piinitridillä metallisten nanohiukkasten tapauksessa ja amorfisella piillä eristenanohiukkasten tapauksessa.
Tiivistelmä (eng): In this thesis, light scattering plasmonic nanostructures were studied as light management techniques in silicon solar cells with an experiment and a literature review, and solar cell designs was developed for future research on plasmonic and dielectric nanostructures.

The broad literature review on the state of the art of plasmonic scatterers revealed that such nanostructures on the front side of Si solar cells have been shown to be superior to flat cells with an optimized anti-reflection coating, but the use of texturing has not been outperformed.
Plasmonic nanostructures at the back, combined with Mie scatterers at the front side, have been shown to outperform the Asahi U texture for ultra-thin film a-Si solar cells.

The effect of computationally optimized arrays of Ag and Al nanoparticles on the front surface of thin-film a-Si:H solar cells on the photovoltaic performance of the device was studied experimentally.
The nanostructures enhanced EQE at long wavelengths, and decreased at short.
The Ag structure enhanced JSC by 4.6 % compared to the best measured flat cell structure with an anti-reflection coating, and the Al structure by 3.4 %.
To the best of the author's knowledge, an experimental demonstration of performance enhancement with an Al nanostructure has not been presented thus far in the literature.

Crystalline Si solar cell designs were developed for experiments with metallic and dielectric photonic nanostructures.
The designs are based on the IBC Si-HJ architecture and processed on mirror-polished FZ mono-Si wafers, with surface passivation implemented with SiNx for the cells with metallic nanoparticles and a-Si:H for the cells with dielectric nanoparticles.
ED:2012-12-19
INSSI tietueen numero: 45727
+ lisää koriin
INSSI