Doctorandus/a PhD student

Naam: Arsalan Razzaq

Promotie / Defence

When: 25/08/2020 16:30
Language: en

Where: aula van de Tweede Hoofdwet, 01.02, Kasteelpark Arenberg 41, 3001 Heverlee

Promotor / Supervisor

Prof. dr. ir. Jozef Poortmans (promotor)

Samenvatting van het onderzoek / Summary of Research

De wereld wordt geconfronteerd met een klimaatcrisis met de uitdaging om de wereldwijde temperatuurstijging de komende tien jaar onder de 1.5 °C te houden om de meest ernstige gevolgen ervan te keren. Tegelijkertijd heeft de steeds toenemende vraag naar elektriciteit voor huishoudelijk en industrieel gebruik ook de groei in de sector van hernieuwbare energie gestimuleerd. Met name in de sector van energieopwekking is het marktaandeel van de fotovoltaïsche (PV) technologie gebaseerd op kristallijn silicium (c-Si) de afgelopen tijd snel gegroeid met een continue daling van de moduleprijzen. Verdere rendementsverbeteringen en kostenverlagingen zijn nodig om de wereldwijde uitrol van PV op terawattschaal mogelijk te maken. Deze doelstellingen kunnen mogelijk worden bereikt door ofwel c-Si-zonnecellen op dunnere wafers te fabriceren om celgerelateerde kosten te beperken en / of door tandemapparaten te realiseren (combinatie van perovskiet- en c-Si-zonnecellen) om de kosten op systeemniveau te minimaliseren. Niettemin is het voor beide genoemde routes de uitdaging om volledige absorptie van infrarood licht in c-Si-zonnecellen te garanderen.

Een geavanceerd lichtabsorptieschema, gebaseerd op periodieke inverse nanopyramide roosters, is theoretisch bekend om het zwak absorberende licht effectief op te sluiten in een c-Si-substraat. De verwachte prestatieverbetering door het gebruik van diffractieroosters moet echter nog worden aangetoond op werkende zonnecellen. Dit betekent dat er extra optische en elektrische verliezen aanwezig zijn die in theoretisch onderzoek over het hoofd zijn gezien. Het is daarom het doel van dit proefschrift om de intrinsieke en experimentele beperkingen die worden veroorzaakt door de introductie van inverse nanopiramideroosters in c-Si-zonnecellen, uitvoerig te evalueren. Deze beperkingen werden dus systematisch geïdentificeerd en aangepakt, waardoor een superieure absorptie van infrarood licht kon worden aangetoond ten opzichte van de industriële benchmark. Ten slotte wordt, naast optische effecten, de rol van de piramidegrootte op nanoschaal bij het verbeteren van de elektrische prestaties uitgelegd.

Volledige tekst van het doctoraat / full text

Examencommissie / Board of examiners

Prof. dr. ir. Jozef Poortmans (promotor)
Prof. dr. Bart Demoen (voorzitter)
Prof. dr. ir. Johan Driesen (secretaris)
Prof. dr. ir. Robert Pierre Mertens
Prof. dr. Andre Stesmans
Prof. dr. Olivier DEPARIS , Université de Namur
Prof. dr. Olindo Isabella , TU Delft
Dr. Valérie Depauw , IMEC