Photovoltaic (PV) technology needs higher performance - lower cost materials and structures in order to catch the grid parity and become an everyday use power source. The most commonly used material in PV, crystalline silicon, suffers from low absorption due to its indirect band gap nature. In order to overcome this problem, several light trapping structures have been used that increase the path length of photons inside the absorbing body of the device. However, conventional light trapping schemes cannot be applicable to new device concepts based on thin crystalline or diamond cut wafers. Metal assisted etching (MAE) is promising method to form micro and nano structures on the surface of the silicon wafer for optical management. As a top down method, it allows the control of the type and concentration of the dopants, material quality and crystal structure of the starting material. In addition, as a solution based method, it can be adapted to large scale industrial applications where nanoscale structuring can contribute to the development of high performing devices. A variety of structures vi having desired geometry such as nanowires, nano-cones, micro-rods, etc., ranging from nanometer to micrometer sizes with random or periodic distribution can be obtained via MAE by adjusting process parameters comprised of initial geometry of catalytic metal species, acid concentration, oxidative concentration, and temperature, ambient light, etching duration, substrate resistivity and orientation. In this study, MAE has been used to texture mono and multi crystalline silicon solar cells. Mono and multi crystalline Si solar cells with nano-wire texturing have been fabricated with Ag assisted electroless etching. After observation of poor efficiency despite very good optical performance, MAE with additional nitric acid (HNO3) as an oxidative agent has been optimized to control surface structures and reflection. Applicability of this new chemical at various conditions that simulate industrial production environment was proven. Optimized recipe has been applied to mono and multi crystalline Si solar cells to prove the effectiveness of the method for both wafer types. In the end, together with necessary optimizations of cell production steps, enhancement of jSC and efficiency has been attained for both cases. This concludes that the new MAE method based on a new chemistry offers a promising alternative to conventional texturing methods for today's and future technology.

Şebeke değerini yakalamak ve günlük kullanıma uygun bir güç kaynağı haline gelebilmek için, fotovoltaik (FV) teknolojisi, daha yüksek performanslı ve daha ucuz malzemelere ve yapılara ihtiyaç duymaktadır. FV'de en yaygın kullanılan malzeme olan kristal silisyum, dolaylı bant yapısı nedeniyle düşük ışık emilimi problemiyle karşılaşmaktadır. Bu problemi çözmek için, fotonların kristal içinde aldığı yolu artıran çeşitli `ışık hapsetme` yapıları kullanılmaktadır. Fakat yeni nesil ince ve elmas kesimli dilimlerde, geleneksel ışık hapsetme yöntemleri kullanılamamaktadır. Metal destekli aşındırma (MDA), silisyum dilimlerde optik kontrol amaçlı mikro ve nano boyutlu yapılar oluşturmak için gelecek vaat eden bir yöntemdir. Yukardan aşağı bir yöntem olarak, katkılama miktarını ve tipini, malzeme kalitesini ve kristal yapısını, kontrol edilebilmesini olanaklı kılar. Bununla birlikte, çözelti temelli bir yöntem olduğu için, nano boyutta yapıların yüksek performanslı aygıtlar oluşturulasında viii kullanılabileceği durumlarda, büyük ölçekli endüstriyel uygulamalara adapte edilebilir. MDA kullanarak ve başlangıç katalizör metal geometrisi, asit konsantrasyonu, oksitleyici konsantrasyonu, sıcaklık, ışık şiddeti, aşındırma süresi, alt taş direnci ve yönelimi gibi süreç parametrelerini ayarlayarak, nanometre' den mikro metre boyutlarına kadar değişen, nano-tel, nano-koni, mikro-teller vb. gibi farklı geometrideki yapılar oluşturulabilir. Bu çalışmada, mono ve multi kristal silisyum güneş hücrelerinin yüzey yapılandırması için MDA yöntemi kullanılmıştır. Gümüş destekli aşındırma yöntemi ile mono ve multi kristal, nano-tel yapılandırmalı hücreler üretilmiştir. Yüksek optik performansa rağmen, düşük hücre verimleri elde edildiği için, kimyasal aşındırma yöntemi, yüzey yapılarını ve yansımayı kontrol etmek amacıyla nitrik asit (HNO3) eklenerek optimize edilmiştir. Yöntemin farklı endüstriyel uygulamalara yatkınlığı test edilmiştir. Optimize edilmiş reçete, mono ve multi kristal Si güneş hücrelerine uygulanmıştır. Sonuç olarak, hücre üretiminde yapılan çeşitli optimizasyonlar ile birlikte, akım yoğunluğu ve verim değerlerinde artış gözlemlenmiştir. Böylece, çalışılan yöntemin, bugünün ve geleceğin FV teknolojisi için geleneksel yapılandırma işlemlerine bir alternatif olarak gelecek vaat ettiği gözlemlenmiştir.

157