Gözenekli güneş pili

Gözenekli Güneş Pili (İngilizce: Emitter Wrap Through Solar Cell) silisyum tabanlı güneş pili teknolojisinde daha yüksek verim elde edilmesi amaçlanan bir dizayndır. Çalışma prensibi standart güneş hücreleri ile aynı olup, silisyum pullar (en:wafer) üzerine açılan gözenekler, bütün metal kontaktların direnç kaybı olmadan arka yüzeyden alınabilmesine, bunun sayesinde ön yüzeyde oluşan aydınlanma kaybının önlenmesine yardımcı olur.

Çalışması

Gözenekli güneş hücreleri, standart güneş pili mantığıyla çalışan, güneşten aldığı foton enerjisini elektrik enerjisine çeviren cihazlardır. Standart güneş hücrelerinde güneş ışığı ile oluşturulan yük taşıyıcılar, güneş hücresinin ön ve arka tarafında bulunan metal kontaklar tarafından toplanarak devreye iletilir. Standart güneş hücresinde devreye verilen akım miktarı, hücrenin güneş gören yüzüne düşen foton sayısıyla orantılı olduğu için, ön yüzeyde bulunan metal kontakların yaptığı gölgeleme, hücreden alınan akım miktarını düşürmektedir. Ön kontakların yaptığı gölgelemeyi yok etmek için başvurulan yöntemlerden bir tanesi, her iki kontağı da hücrenin güneş görmeyen alt kısmından almaktır. Bu durumda ön yüzey tamamen güneş ışığına maruz kalacak, gölgelenmeden dolayı br kayıp yaşanmayacaktır. Fakat arkadan kontak alınan güneş pillerinde, farklı yüklerle yüklenmiş yük taşıyıcılarını ayırmak için gereken p-n eklemi, metal kontakların alt yüzeyde olmasından dolayı alt yüzeye daha yakın olmalıdır. Bu durum güneş hücresine gelen ışınların, p-n eklemine ulaşmadan soğurulmasına, sonuç olarak da alınan akımın düşük olmasına yol açmaktadır. P-N eklemi ön yüzeye yakın olarak oluşturulduğunda ise, metal kontaklar arka yüzeyde olduğu için, oluşan farklı yük taşıyıcılar, arka yüzeye ulaşamadan birbirleriyle birleşip yok olmaktadır. Bu iki durumu da engellemek için kullanılan yöntemler, çok daha ince ve yüksek saflıkta pullar (en:wafer) kullanmaktır. Bunun sonucunda güneş pili üretim maliyeti artarken pilin mekanik darbelere karşı dayanıklılığı düşmektedir.

Hem arkadan kontak alıp hem de düşük maliyetli ve dayanıklı güneş hücreleri oluşturabilmek için yapılan dizaynlardan bir tanesi de Gözenekli Güneş Pilidir. Güneş pili üzerine lazer veya başka bir yöntemle açılan gözenekler, p-n ekleminin, hem ön, hem arka, hem de gözeneklerin iç yüzeylerinde olmasını sağlamakta, böylece oluşan yük taşıyıcıların ömürleri(en:lifetime) bitmeden kontaklar tarafından toplanması sağlanmaktadır. Sonuç olarak daha kalın ve dayanıklı, daha düşük saflıkta ve ucuz güneş pilleri, yüzey gölgelemesi kaybı olmadan üretilebilmektedir.

Kaynakça

• http://us.sunpowercorp.com 19 Aralık 2013 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
• André Kress et al., “Low-Cost Back Contact Silicon Solar Cells”, IEEE TRANSACTION ON ELECTRON DEVICES, VOL. 46, NO. 10 (1999) P. J. Verlinden, R. M. Swanson, R. A. Crane, K. Wickham, and J. Perkins, “A 26.8% efficient concentrator point-contact solar cells,” in Proc. 13th EC PVSEC, Nizza, Oct. 1995, p. 82.
• C. Peters, P. Engelhart, M. Hlusiak, R.Wade, R. Jesswein, D. Rychtarik, J. W. Müller, “ALBA – DEVELOPMENT OF HIGH-EFFICIENCY MULTI-CRYSTALLINE SI EWT SOLAR CELLS FOR INDUSTRIAL FABRICATION AT Q-CELLS”, 23rd European Photovoltaic Solar Energy Conference, 1-5, Valencia, Spain(2008)
• Keith R. McIntosh, Michael J. Cudzinovic, David D. Smith, William P. Mulligan and Richard M., “THE CHOICE OF SILICON WAFER FOR THE PRODUCTION OFLOW-COST REAR-CONTACT SOLAR CELLS”, Swanson SunPower Corporation, USA