توضیحات

عنوان فارسی: تاثیرات خواص الکتریکی از طریق سطح بافت بر GaAs با بازده سلول های خورشیدی

عنوان انگلیسی:

The Effect of Electrical Properties by Texturing Surface on GaAs Solar Cell Efficiency

چکیده : شرح مشکل: در این پروژه درباره ی روشی برای حل مشکل تلفات نوری که مانع بهره وری کل فتوولتائیک شده است می پردازیم. شبیه سازی سلول های خورشیدی می توانند برای صرفه جویی در زمان و هزینه های مصرفی مفید باشد. در طراحی ابزارهای سلول خورشیدی 2D از نرم افزار سیلواکو بطور گسترده استفاده نمی شود ، زیرا تعداد زیادی موارد شبیه سازی 1D ،2D و 3D در کنار نرم افزار SILVACOمثل: میکرو تکنولوژی و scaps-1D وجود دارد.

نظریه :مدل های متفاوت سطح بافت بر ترکیب شیمیایی سلول های خورشیدی با استفاده از نرم افزار SILVACO VWF در این پروژه شبیه سازی شده است.

نتایج : انتظار می رود که اصلاح سطح بافت بتواند از طریق کاهش انعکاس و بهبود تجمع نور، وضعیت حساسیت های طیفی فتوولتائیک را بهتر کند.چهار مدل بافت سطحی برای ابزارهای فتوولتائیک وجود دارد. ساختار ساده ، ساختار گودالی ، ساختار چهار ضلعی و ساختار نیم دایره ای. بدین ترتیب نوری که وارد می شود چندین مرتبه با سطح ترکیب شیمیایی برخورد می کند.نوری که در اولین گذرگاه با سلول جذب نشده است ، بازهم فرصت دارد تا درون سلول جذب شود. نشان داده شده است که سطح اصلاح شده ترکیب شیمیایی سلول خورشیدی میزان بازدهی را تا بیش از 20 درصد و کیفیت اجرای موارد کاربردی را تا 10 درصد بهبود بخشیده است.

نتیجه گیری : با توجه به نتایج شبیه سازی ساختار گودالی در مقایسه با دیگر ساختارها بهترین بافت سطحی برای GaAs سلول خورشیدی است که دارای چگالی جریان اتصال کوتاه ، mA cm 3.575 و v =v 807/0 و بازدهی در نورهای تابشی 90 درجه 07/23% است.

واژه های کلیدی: بافت سطح ، GaAs سلول خورشیدی ، چگالی جریان اتصال کوتاه ، ولتاژ مدار باز، سیلواکو.

مقدمه

ابزارهای شبیه سازی سلول های خورشیدی فعلی معمولا از اجزای گسسته استفاده می کند تا یکی ازابعاد سلول های خورشیدی را شکل دهد. این ابزارها پیش بینی صحیحی از ویژگی های خاص هستند. این شبیه سازی می تواند به مراتب سریع تر از آزمایشات طبیعی انجام شود و همچنین می تواند اطلاعاتی در رابطه با سلول های خورشیدی که به سختی قابل ارزیابی هستند را فراهم کند . اما فاقد پهنای کامل مدل است . از این رو بعنوان ابزارهای طراحی محدودیت هایی در زمینه سود رسانی خود به همراه دارند. یک شبیه سازی سلول های خورشیدی خوب برای هریک از بخش های فرآیند تولیدی خود ، بهترین مدل ها را دارد. کاشت یون یکی از اولین مراحل فرآیند اتصال p-n است که می تواند بر نتایج نهایی تاثیر بگذارد.در اتصال تک مرحله ای p-n برای GaAs سلول خورشیدی شبیه سازی یکی از مراحلی است که برای بررسی دستگاه های معیوب استفاده می شود. این شبیه سازی شامل ATHENAو ATLAS بعنوان زیرمجموعه اجزای بسته های نرم افزاری سیلواکو است. درواقع مجموعه ی مناسبی از الگوهای لایه اتصال تعبیه شده در سلول های خورشیدی ، ولتاژ مدار باز و جریان اتصال کوتاه بر نتایج نهایی خروجی هاست. بدیهی است که بافت سطحی می تواند به عنوان یک ابزار اختیاری برای رفع مشکلات بازدهی سلول های خورشیدی تلقی شود. زمانی که سطح دارای پوشش یا بافت باشد نورها بیشتر عبور کرده و وارد سلول ها می شوند. هرچه مدت عبور نورها افزایش یابد به سلول ها نیز بیشتر جذب می شوند. این روش جدید خواص الکتریکی یک سلول خورشیدی را بر اساس ساخت مجازی ازساختار فیزیکی آن استخراح می کند، که اجازه دستکاری مستقیم مواد و ناخالص سازی را می دهد. به عنوان یک پیش طراحی از سلول های خورشیدی بر اتصال بافت pn ترکیب شیمیایی سلول خورشیدی اثر می گذارد.

جریان کوتاه یا جریان اتصال کوتاه از یک سلول خورشیدی نتیجه ی همکاری جریان تولیدی در نقاط مختلف آن است. شار فوتون در امیتر ، منظقه تخلیه و پایه محموله هایی را تولید می کند که میدان اتصال الکتیریکی به آنها سرعت بخشیده و در جلو و عقب تماس با فلز جمع کرده است. یک درصد از محموله های تولیدی در توده ها و خطوط اتصال دوباره ترکیب می شوند. حداقل طول عمر محموله ها یا طول انتشار در پایه و امیترپارامترهای جهانی هستند که موارد اتلاف شده ی دوباره ترکیب شده را کنترل می کنند. واکنش طیفی ،SR ، پارامتری است که نسبت محموله های جمع آوری شده را با توجه به شار فوتون ورودی به طول موج داده شده تعیین می کند. واکنش طیفی داخلی یا بازدهی کوانتومی از طریق زیر محاسبه می شود.

توجه: