THE PHOTOVOLTAIC CHARACTERIZATION OF MO/METHYLENE BLUE/N-SI/ AL/AU CONTACTS

Abstract

Bu çalışmada, Czochralski Yöntemiyle büyütülmüş ve 12-16 Ω-cm dirence sahip [100] yönlü n-Si kristali kullandık. Bu çalışmanın amacı n-Si wafer kullanarak yapılan güneş hücreleri üzerine organik bileşenlerin (metil mavisi) diyotların elektriksel özellikleri üzerine etkisini göstermektir. Mo/Metil Mavisi/n-Si/Al/Au güneş hücreleri hazırlanırken omik kontaklar termal buharlaştırma, doğrultucu kontaklar ise Magnetron DC Sputter yöntemi ile yapıldı. Organic tabaka kaplamada spin coating ve damlatma yöntemleri kullanıldı. Organic tabaka kaplanmadan önce numuneler asitlerin yüzeye farklı etkilerini görmek amacıyla 2 gruba ayrılıp biri %10 HF’de yüzdürülürken diğeri ise %10 HCl’de yüzdürüldü. Mo metal doğrultucu kontağı 10, 20 ve 30 nm olmak üzere 3 farklı kalınlıkta kaplandı ve her numune hem üretim sonrası hem de 400 0C’de 5 dakika N2 gazı latında tavlanarak referans numuneler dahil toplam 30 farklı numune elde edildi. Her bir numunenin oda sıcaklığında solar simulator altında akım-voltaj ölçümü yapıldı. Karakterizasyon sonucu 10 nm metal kaplananlar tavlama ile daha çabuk FF’ünü yükseltirken, daha kalın olanların ise electron-hole çifti üretim değerine bağlanan dönüşüm verimliliğini bazılarında da olsa artırdı ve 10 nm olan numunedeki kadar kayıba gitmedi. Örneğin; 10nm numunede tavlama ile A3 numunede FF artarken A2 numunede düşmüş; 20 nm için ise tavlamayla hemen hemen hiç değişmediği görülmüş ve 30nm için ise A2 numunede ciddi düşüş A1’i sabit ve diğerinde ise artış görülmüştür. Dönüşüm verimliliği ise 10 nm numune için tavlamayla ciddi düşüş göstermiş, 20 nm için referans numunede yaklaşık sabit iken diğerlerinde düşmüştür. 30 nm için durum biraz farklıdır; bütün numunelerde düşüş gözemlenmiştir. Bu çalışmada  için en iyi sonuç %0,266 ile 20 nm tavlanmış referans numunenindir. FF için en iyi sonuç ise; 0,51 ile 30 nm tavlanmamış A2 (HF’de yüzdürülüp spincoating ile organik kaplanan numune) numunesidir.

In this study, we have used n-Si crystal with [100] direction, grown by Czochralski Method, with 10-20-30 nm thickness, and =12-16 Ω-cm resistivity. The aim of this study is to show the effect of organic components (methyl blue) on the solar cells on the electrical properties of the diodes on n-Si wafers. Mo / Methyl Blue / n-Si / Al / Au solar cells were prepared by thermal evaporation of ohmic contacts and Magnetron DC Sputter using rectifier contacts. Before the organic layer was coated, the samples were divided into 2 batches in order to see different effects of the acids on the surface, one was floated in 10% HF while the other was floated in 10% HCl. The Mo metal rectifier contacts were coated in 3 different thicknesses of 10, 20 and 30 nm and each sample was annealed at N2 gas for 5 minutes at 400 0C and after production to obtain a total of 30 different samples including reference samples. Current-voltage measurements were made under the Solar Simulator at room temperature for each sample. Characterization of the resulting 10 nm metal coatings raised FF faster by annealing, while the thicker ones increased the conversion efficiency, which was attributed to the electron-hole pair production value, even in some cases, and the loss did not ascend to 10 nm. The example; With annealing at 10 nm sample, FF increased at 3 and dropped at 2; For 20 nm, it showed almost no change with annealing, and for 30 nm, the significant decrease in 2 samples was fixed constant 1, and the increase was observed in the other sample. Conversion efficiency decreased significantly with annealing for 10 nm sample, while it was approximately constant for reference sample for 20 nm while it decreased in others. The situation is slightly different for 30 nm; all the samples were observed to decline. The situation is slightly different for 30 nm; all the samples were observed to decline. In this study, the best result for  is from %0.266 to 20 nm of the annealed reference sample. The best result for FF is; 0.51 to 30 nm is not annealed A2 (sample coated with organic coating by spincoating with HF).