ظراحی و شبیه سازی سلول خورشیدی لایه نازک مایکرومورف با بازدهی بالا

این تحقیق در زمینه طراحی ساختار و شبیه سازی سلول خورشیدی فوتوولتایی لایه نازک سیلیکونی میباشد. در فصل دوم این پایان نامه منابع تجدیدپذیر مختلف مورد برر سی اجمالی قرار میگیرد. در فصل سوم، ساختار کلی یک سلول خورشیدی مطرح شده و نحوه عملکرد آن تشریح میشود. در این فصل نسلهای مختلف سلول خورشیدی و ویژگیهای آنها نیز معرفی میشود. از میان تکنولوژیهای رایج فوتوولتایی، سلول خورشیدی لایه نازک (نسل دوم) به دلیل پایین بودن هزینه ساخت و صرفه جویی قابل ملاحظه در مصرف مواد اولیه و همچنین قابلیت جایگذاری بر روی زیر لایه های انعطاف پذیر، بسیار موردتوجه قرار گرفته است. یکی از نمونه های موفق این نسل، سلول خورشیدی تک پیوندی a-si:h میباشد.علیرغم مزایای برجسته، بازدهی تبدیل انرژی در این سلول نسبتا پایین است. علاوه بر آن، مهمترین عیب این سلول، کاهش تدریجی بازدهی در اثر تابش نور خورشید میباشد. مناسبترین راهکار بهبود این مسئله، استفاده از ساختار چندپیوندی است که در فصل چهارم پایان نامه مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه چنین ساختاری، سلول مایکرومورف است مه یک سلول دوپیوندی است. در سلول مایکرومورف، همانند سایر سلولهای لایه نازک، به دلیل ضخامت کم، بخشی از نور ورودی جذب سلول نشده و از آن عبور میکند،که این به معنای کاهش جریان و در نتیجه، پایین آمدن بازدهی سلول میباشد. برای افزایش جریان این سلول میتوان از ساختارهایی نمود که به جذب بیشتر فوتون کمک میکند. یکی از شیوههای به دام اندازی نور فوتونیک کریستالها میباشد که در فصل پنجم به اختصار مورد بحث قرار میگیرد. یک بلور فوتونیک یک بعدی، ترکیب متناوبی از دو لایه با ضرایب شکست مختلف میباشد، که در نواحی خاصی از طیف، نور را عبور نداده و بازتاب میکند. در فصل ششم، سلول خورشیدی مایکرومورف شبیه سازی شده و با ارئه راهکارهایی، نتایج بهتری حاصل شده است. در این فصل، از بلورهای فوتونیک یک بعدی به عنوان بازتاب کننده نور در بخش پشت سلول و لایه میانی استفاده شده است. تغییر چگالی ناخالصی در نواحی مختلف سلول نیز یکی دیگر از راهکارهای افزایش بازدهی تبدیل انرژی میباشد که در سلول مایکرومورف مورد استفاده قرار گرفته است. در نهابت، ساختاری برای سلول مایکرومورف پیشنهاد شده است که بازدهی به دست آمده از شبیه سازی این ساختار 16.02? میباشد.