توضیحات
عنوان: شبیه سازی سلول های خورشیدی ارگانیک
- مقدمه
- انواع سلول های خورشیدی
- نسل اول سلول های خورشیدی( سلول های کریستالی سیلیکون)
- نسل دوم سلول های خورشیدی (سلول های لایه نازک)
- نسل سوم سلول های خورشیدی
- سلول های خورشیدی با طیف های ورودی چندگانه
- سلول ترموفوتوولتی
- سلول های خورشیدی ارگانیک
- سلول های خورشیدی حساس به رنگ (DSSC )
- سلول های خورشیدی پلیمری
- سلول های خورشیدی مبتنی بر کریستال های مایع
- اجزاء سلولهای خورشیدی آلی
- پلیمرهای هادی
- تئوری نوار (Band theory)
- پلیمرهای گاف کوچک
- طراحی پلیمرهای با گاف انرژی کوچک
- رسانایی در مواد آلی π – مزدوج
- مواد گیرنده – (ACCEPTOR)
- انواع معماریها در سلولهای خورشیدی آلی
- سلولهای فتوولتاییک آلی تک لایه
- سلولهای فتوولتاییک آلی دولایه
- سلولهای فتوولتاییک با اتصالات ناهمگن تودهای
- انواع سلولهای خورشیدی بر پایه لایههای با اتصالات ناهمگن
- سلولهای خورشیدی بر پایه پلیمر/ PCBM
- سلولهای خورشیدی برمبنای پلیمر/پلیمر
- سلولهای خورشیدی بر پایه پلیمرهای دهنده- گیرنده (دو کابلی)
- سلولهای خورشیدی هیبریدی
- سلولهاي خورشیدی پلیمری
- پلیمرهای مزدوج
- اجزای اصلی سلولهای خورشیدی پلیمری
- مشخصه یابی سلولهای خورشیدی پلیمری
- شبیه سازی سلول خورشیدی ارگانیک به روش مختلف حجمی با لایه اکتیو
- نتیجه گیری
- منابع
مقدمه
انرژیهای تجدیدپذیر یکی از فناوریهای برافکن است که تجارت و اقتصاد جهانی را در آینده تحت تأثیر قرار میدهد. با توجه به آمار و هدفگذاریهای تأمین انرژی از خورشید در دنیا، سلولهای سیلیکونی جوابگو نبوده و آینده متعلق به سلولهای خورشیدی ارگانیک است. البته نمیتوان سلولهای سیلیکونی را نادیده گرفت. سلولهای خورشیدی ارگانیک در صورت تجاریشدن قیمت تمامشدۀ بسیار پایینتری در مقایسه با سلولهای سیلیکونی دارند. از این سلولها در صنایع جدید مانند نمای ساختمان میتوان استفاده کرد و موجب افزایش ارزش افزودۀ سرمایهگذاری در این حوزه شد. علاوه بر تولید مستقیم برق از سلول خورشیدی، میتوان به سایر کاربردهای آن مانند ذخیرهسازی انرژی به روش تلمبه ذخیره با برق، تأمین از پنلهای خورشیدی و همچنین مصارف گوناگون سیستمهای حرارتی خورشیدی (متمرکزکنندهها) اشاره کرد و از آنان بهره جست.
در سال 2005 ،مصرف جهانی الکتریسیته به GW 3900 و در سال 2010 به GW 4200 رسید. انتظار میرود، این مقدار در سال 2030 به GW 6000 و در سال 2050 به حدود TW 13 افزایش یابد. خورشید ساالنه معادل J 1024×3 انرژی تولید میكند كه این مقدار ده هزار برابر بیش از مصرف انرژی جمعیت كنونی جهان است. بنابراین، اگر تنها %1/0 سطح کره زمین به وسیله سلولهای خورشیدی با بازده %10 پوشانده شود، انرژی الزم برای جهان تأمین میشود. {1}
سلولهای خورشیدی ارگانیک نسبت به سلولهای غیر ارگانیک معمول، از ترکیبات کربن برای دستیابی به مزایای متعدد بهره میبرند. شایان ذکر است که پنلهای خورشیدی غیر ارگانیک مبتنی بر سیلیکون، معمولاً هزینه زیادی داشته و از ورقههای ضخیم و سخت که نیاز به نقاط نصب ثابت دارند، تشکیل شده است. در مقابل، سلولهای خورشیدی ارگانیک مبتنی بر کربن، میتواند بهسادگی بهصورت رولهای نازک تولید شده و امکان هرگونه خم شدن و انعطاف در یک سازه مشخص و یا حتی درون لباسها را دارا است. پنلهای یادشده، در هر رنگ دلخواه حتی بهصورت شفاف میتواند تولید گردد. البته باید تأکید داشت که با وجود مزایای متعدد، سلولهای خورشیدی ارگانیک هنوز از کارایی کافی برای رقابت با منابع انرژی متعارف برخوردار نیست و میبایست امکانپذیری فرآیند تولید در مقیاس وسیع که برای تجاریسازی صنعتی آن مورد نیاز است، فراهم شود. {2}
سلول خورشیدی دستگاهی است که قابلیت تبدیل انرژی خورشید را به انرژی الکتریکی با استفاده از اثر فوتوولتایی دارد. در منابع مختلف انواع گوناگونی از تقسیمبندیها در زمینه سلولهای خورشیدی دیده میشود.
انواع سلول های خورشیدی
نسل اول سلول های خورشیدی( سلول های کریستالی سیلیکون)
در این دسته از سلولهای خورشیدی، از ویفرهای سیلیکون به عنوان نیمههادی فعّال استفاده میشود. سیلیکون با گاف انرژی ev1.12 مادّهای بسیار مناسب برای جذب طیف خورشید به حساب میآید. همچنین از نظر فراوانی در طبیعت دومین عنصر به شمار میرود. این بدان معناست که دست یابی به سیلیکون خام هزینه ی چندانی نخواهد داشت و نگرانی ای هم برای اتمام منابع آن وجود ندارد.
برای دستیابی به هدایت بالا، افزایش طول عمر سلول و جلوگیری از افت بازده( بر اثر بازترکیب حامل ها) سیلیکون را به صورت تک کریستال و با کیفیت بالا مورد استفاده قرار میدهند. گاهی نیز برای کاهش هزینه ها از سیلیکون چند- کریستال بهره گرفته می شود.
فرآیند رشد کریستال های نیمههادی ها
شرایط رشد بلور( کریستال)های نیمه هادی که برای ساخت قطعات الکترونیک استفاده می شود بسیار دقیق تر و مشکل تر از شرایط سایر مواد است. علاوه بر این که نیمههادیها باید به صورت کریستالی در دسترس باشند، باید خلوص آنها نیز در محدوده ی بسیار ظریفی کنترل شود. مثلا تراکم بیشتر ناخالصیهای مورد استفاده در بلورهای Si امروزی کمتر از 1 قسمت در ده میلیارد است. چنین درجاتی از خلوص مستلزم دقّت بسیار در استفاده و به کارگیری مواد در هر مرحله از فرآیند ساخت است.
نیمه هادی های تک عنصری Si و Ge از تجزیه ی شیمیایی ترکیب هایی مانند GeO2، SiCl4 و SiHCl3 به دست می آیند. پس از جداسازی و انجام مراحل اوّلیه ی خالص سازی، ماده ی نیمه هادی را ذوب کرده و به صورت شمش هایی در می آورند. Si یا Ge به دست آمده بعد از مرحله ی بازپخت به صورت چند بلوری است.
در صورت عدم کنترل فرآیند سرمایش، نواحی بلوری دارای جهت های کاملا تصادفی خواهند بود. برای رشد بلور فقط در یک جهت، لازم است که کنترل دقیقی در مرز بین مادّه ی مذاب و جامد، در هنگام سرد کردن، انجام پذیرد{3,4}.
یک روش متداول برای رشد تک-کریستال ها، سرد کردن انتخابی ماده ی مذاب است به گونه ای که انجماد در راستای یک جهت بلوری خاص انجام پذیرد. برای مثال در نظر بگیرید یک ظرف از جنس سیلیکا حاوی Ge مذاب باشد؛ می توان طوری آن را از کوره بیرون آورد که انجماد از یک انتها شروع شده و به تدریج تا انتهای دیگر پیش رود. با قرار دادن یک دانه ی بلوری کوچک در نقطه ی شروع انجماد می توان کیفیت رشد بلور را بالا برد. اگر سرعت سرد کردن به دقّت کنترل شود و مکان فصل مشترک جامد و مذاب به آهستگی در طول مذاب حرکت داده شود، اتم های ژرمانیوم همراه با سرد شدن بلور به صورت شبکه ی الماسی آرایش می یابند. شکل بلور به دست آمده توسط ظرف ذوب تعیین می شود. Ge، GaAs و دیگر بلورهای نیمه هادی معمولا با این روش، که روش بریجمن افقی نامیده میشود، رشد داده میشوند. در شکل دیگری از این روش، ناحیهی کوچکی از مادهی بلوری ذوب شده و سپس ناحیه ی مذاب طوری به طرف دیگر حرکت داده میشود که در پشت ناحیه ی مذاب و در هنگام حرکت آن یک بلور تشکیل شود{4و5}.
توجه:
برای دانلود فایل کامل ورد لطفا اقدام به خرید نمایید.
لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.
به منظور سفارش تحقیق مرتبط با رشته تخصصی خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.
سفارش تحقیق
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.