شبیه سازی و طراحی سلول خورشیدی با لایه کامپوزیت پلیمری

نگرانی درباره گرم شدن جهان و کاهش منابع سوختی فسیلی، تحقیق برای منابع انرژی تجدیدپذیر ارزانتز را شتاب داده است. سلول های خورشیدی پلیمری می توانند مثالی از این منابع باشند هرچند دارای مجموعه¬ای از کاستی ها شامل: بازده پایین و عمر کوتاه هستند که با استفاده از ساختارهای جدید می توان مقداری از این کاستی را جبران نمود. در این پایان نامه سلول خورشیدی پلیمری با لایه حساس به نور p3ht:pcbm بعنوان یک سلول خورشیدی لایه ای با پیوندگاه چندگانه شبیه سازی شد و با توجه به این که یکی از اساسی¬ترین دلایل کاهش بازده این سلول ها، میزان کم جذب نور است. در قسمت بعد نوع جدیدی از هندسه سلول های خورشیدی آلی ارائه شد. این روش بصورت مدیریت نور در عبور از لایه¬ها با ضریب شکست متفاوت است. علاوه بر این، در ساختارهای ارائه شده به میزان افزایش جذب در سلول های خورشیدی توجه شد. در این ساختارها با افزودن لایه اکسید روی (zno) زیر لایه حساس به نور است که افزودن این لایه میزان جذب نور را افزایش داد. در ساختارهای بعدی با اصلاح الگوی سطح سعی در افزایش هرچه بیشتر میزان جذب نور شد. پس از رسیدن به ساختار مناسب پارامترهای الگوی سطح مطالعه گردید و شکل مناسب آن برای بهبود جذب نور انتخاب شد. در انتها برای مقایسه، دو ساختار سلول خورشیدی صفحه ای و سلول خورشیدی دسته ای متناوب انتخاب و نمودارهای جریان- ولتاژ آن ها رسم گردید. نتایج نشان داد که روش استفاده شده در این تحقیق باعث افزایش ولتاژ مدار باز و جریان اتصال کوتاه و در نتیجه افزایش بازده سلول خورشیدی آلی در مقایسه با نتایجی که تا کنون گزارش شده است می گردد.