مکانیزم تبدیل انرژی خورشیدی به جریان الکتریکی در سلول های خورشیدی، اساس بسیاری از تحقیقات و شبیه سازی های انجام شده در زمینه بهینه سازی و افزایش بازده ی عملکرد سلول های خورشیدی می باشد. گام نخست انتخاب موادی مناسب برای ساختار اصلی یک سلول خورشیدی است. توجه به بازار کنونی فروش سلول های خورشیدی از یک جهت و در نظر گرفتن آینده آن ها از سمتی دیگر، دیدی مناسب جهت شناخت موادی با اقبال بالا و سود ده در زمینه اقتصادی صنعت سلول های خورشیدی فراهم می آورد. قابل ذکر است که انتخاب اشتباه در این مرحله حتی اگر با موفقیت در مراحل بعدی همراه باشد، شانس بسیار کمی در موفقیت کلی طرح دارد، زیرا یکی از مهمترین انگیزه های انجام چنین پروژه هایی توجیه اقتصادی طرح می باشد. از این رو در این پایان نامه نیز پس از بررسی انواع مختلف مواد مورد استفاده در سلول های خورشیدی و بیان مزایا و معایب هر کدام از آن ها، علل انتخاب مواد ارگانیکی را بیان شده است. در گام بعدی به شناخت ساختاری و ویژگی های کلی مواد ارگانیکی پرداخته می شود. ضرورت بیان این مرحله از پروژه، فراهم ساختن بستری مناسب جهت آشنایی با اصطلاحات و مفاهیم بنیادی به کار رفته در مبحث سلول های خورشیدی ارگانیکی می باشد، چراکه داشتن دیدی مناسب نسبت به خواص فیزیکی و شیمیایی مواد و آگاهی از چگونگی تاثیر گذاری این خواص در ویژگی های نوری ماده ارگانیکی، در بسیاری از موارد فرض ها و روش کلی شبیه سازی و بهینه سازی ساختار مورد نظر را در مراحل بعدی فراهم می آورد. گام نهایی این پروژه، مطالعه ی معادلات حاکم بر نیمه هادی های ارگانیکی و استفاده از آن ها به منظور شبیه سازی ساختار سلول خورشیدی مورد نظر می باشد. بررسی روش های حل این معادلات و انتخاب روشی بهینه و دقیق، گسترش محاسبات انجام شده به ساختارهای پیچیده تر و تحلیل منحنی های جریان و ولتاژ به دست آمده، مراحل بعدی را شامل می شوند. به علت وابستگی پارامتر های خروجی یک سلول خورشیدی به ساختار فیزیکی سلول، انجام فرایند بهینه سازی به منظور دست یابی به ساختاری با بیشینه توان خروجی گام نهایی می باشد.

واژه "بازتوانی" به اضافه کردن واحد ( های) توربین گاز به چرخه بخار و استفاده از حرارت گاز های خروجی توربین ( های) گاز به منظور بالا بردن راندمان کلی چرخه و افزایش ظرفیت نیروگاه، اطلاق می شود. در پایان نامه حاضر، انواع روش های بازتوانی شامل گرمایش آب تغذیه، جعبه هوای داغ، استفاده از بویلر کمکی و بازتوانی کامل، معرفی شده است. به دلیل عمر بالای نیروگاه بخار بندرعباس، روش بازتوانی کامل برای اجرا در این نیروگاه مناسب تشخیص داده شده است. سپس بازتوانی کامل نیروگاه با استفاده از 3و4 توربین گاز مورد بررسی فنی و اقتصادی قرار گرفته است. پس از مدلسازی چرخه نیروگاه، بهینه سازی یک هدفه به منظور به حداکثر رساندن راندمان اگزرژی سیکل، با محدودیت تابع هزینه برق تولیدی انجام شده است. بازتوانی کامل این نیروگاه بسته به تعدادتوربین گاز مورد استفاده، نرخ حرارتی سیکل را از 66/0% تا 9/15% کاهش و راندمان اگزرژی آن را از5/15% تا7/26% افزایش داده است.

مشخصه یابی ترانزیستورها و محاسبه پارامترهای مختلف آن ها در نواحی کاری متفاوت و بررسی تغییرات آن ها با تغییر در ولتاژ و دما، از مهم ترین مسائل جهت ارائه مدلی صحیح و دقیق برای ترانزیستور است. اگرچه روش های بسیاری برای استخراج پارامترهای ترانزیستور گزارش شده است، اما از آن جا که برای بهبود بخشیدن به کارایی ترانزیستورها در کاربردهای مختلف، از جمله کوچک سازی، افزایش فرکانس و توان کاری، ساختارهای جدیدی ارائه می شود، همواره نیاز به روش و شیوه های نوین برای محاسبه پارامترها، با در نظر گرفتن اثرات ناشی از تغییر ساختار، احساس می شود. لذا مشخصه یابی و ارائه شیوه هایی با دقت بالا برای استخراج پارامترهای پارازیتیک ترانزیستور، از زمینه هایی است که هم چنان مورد علاقه پژوهش گران می باشد. مشخصه یابی جریان مستقیم و استخراج پارامترهای پارازیتیک یک ماسفت مجتمع و یک ماسفت مجزای توان vdmos هدف اصلی این پژوهش می باشد. ابتدا با اندازه گیری جریان درین به عنوان تابعی از ولتاژ گیت و درین، در نواحی مختلف کاری، برای هر دو ماسفت مجتمع و توان، مشخصه های مختلف از جمله مشخصه انتقالی، خروجی و زیرآستانه به دست آمده است. سپس با استفاده از این اندازه گیری ها، به استخراج پارامترهای مختلف با استفاده از شیوه های متفاوت پرداخته ایم. ماسفت مجتمع مورد مطالعه، ماسفتی با تکنولوژی ساخت 58 نانومتر می باشد و از یک vdmos فرکانس رادیویی با مشخصات 28 ولت و 15 وات کانال n، برای اندازه گیری در بخش توان استفاده شده است. هم چنین، لازم به ذکر است، با توجه به اینکه تاکنون روشی برای محاسبه مقاومت پارازیتیک ماسفت های توان ارائه نشده است؛ در این جا، با اعمال روش رسانایی، جریان درین به vdmos مقاومت های پارازیتیک این ساختار به صورت مجزا استخراج شده است.

طراحی تست‎ها در فرایند ساخت ترانزیستورها، از اهمیت بسزایی برخوردار است. تست های جریان مستقیم، جریان متناوب و فرایند ساخت از جمله ی آن ها هستند که به منظور استخراج مشخصه های مختلف ترانزیستورها استفاده می شوند. تست های فرایند ساخت جهت استخراج مشخصه های فرایند ساخت ترانزیستورها استفاده می شوند و هدف از آن ها کنترل مشخصه های فرایند ساخت ترانزیستور و دست‎یابی به مشخصاتی مطلوب و کاهش تغییرپذیری این مشخصه ها در صورت تکرار ساخت و در نتیجه، افزایش بازدهی و کاهش هزینه ی ساخت ترانزیستور است. ساختار و جانمایی تست های فرایند ساخت برای انواع مختلف ترانزیستور متفاوت است، که علت آن تفاوت در ساختار و ابعاد ترانزیستورها است. به‎عنوان مثال، ساختار و جانمایی تست یک ماسفت معمولی با ساختارهای تست یک ماسفت توان و فرکانس بالا متفاوت است. بنابراین هر ترانزیستور خاص، برای تست نیاز به ارائه ی ساختار و طراحی جانمایی تست مخصوص خود بر اساس ابعاد و ساختار آن ترانزیستور دارد. ترانزیستورهای ماسفت توان و فرکانس بالا امروزه یکی از بهترین فناوری تجاری و رقیب سرسختی برای فناوری های دیگر به‎خصوص فناوری ترانزیستورهای gan hemt در زمینه ی کاربردهای تقویت کنندگی توان و فرکانس بالا می باشند. همین امر و اهمیت انجام تست فرایند ساخت به‎عنوان مرحله ی مهمی از ساخت ترانزیستور باعث شد تا این پژوهش بر روی طراحی ساختارهای تست و نیز جانمایی آن ها برای ترانزیستور vdmos متمرکز شود. تست های مهم فرایند ساخت و چگونگی مشخصه یابی معرفی شده است. سپس تست های فرایند ساخت و نیز ساختارهای تست، جهت استخراج مشخصه های مهم فرایند ساخت برای یک ترانزیستور vdmos فرکانس رادیویی با مشخصات 28 v، کانال n، توان بیشینه ی 15 w و فرکانس کاری 400 mhz طراحی و ارائه شده است. جانمایی تست ها، با توجه به ابعاد ترانزیستورِ ساخته شده، و هم‎چنین به کمک ساختار داخلی ترانزیستور که از مدل شبیه سازی شده به‎دست آمده، طراحی شده است. با استفاده از مدل شبیه سازی دوبعدی میزان دوپینگ، عمق اتصالات p-n و دیگر ابعاد داخلی که مورد نیاز برای طراحی ساختارهای تست فوق است بدست آمد.

تکنولوژی ساخت قطعات نیمه هادی مایکرویو یکی از مهم¬ترین مسائل در طراحی مدارهای راداری و فرستنده¬های مخابراتی است. قطعات اکتیو مورد استفاده در این مدارها باید توانایی تولید سطوح بالایی از توان rf را در دماهای بالا داشته باشند. لذا هر ساله مطالعات بسیاری در راستای طراحی و مدل¬سازی قطعات توان صورت می¬گیرد. موادی از قبیل gan، gaas، الماس ، یاقوت کبود و sic موارد پیشهادی برای ساخت قطعات توان هستد. اما در این بین تکنولوژیalgan/gan hemt به یکی از بهترین گزینه ها برای طراحی تقویت¬کننده¬های توان بالا و فرکانس بالا تبدیل شده است. قطعات ساخته شده با gan به دلیل شکاف باند وسیع این ماده دارای ولتاژ شکست بالایی هستند، بنابراین ولتاژهای تغذیه بالا را به راحتی تحمل نموده و در کاربردهای توان بالا بسیار مورد استفاده قرار می¬گیرد. یکی دیگر از مزایای مهم ترانزیستورهای gan سرعت بالای اشباع آنها است، بنابراین می¬توان از این قطعات درمدارهای فرکانس بالا بهره برد. همچنین قابل ذکر است که ترانزیستورهای مذکور قابلیت کار در دماهای بالا را به دلیل وجود زیرلایه¬ایی از جنس sic و مقاومت گرمایی کم ماده¬ی gan دارا هستند. اولین قدم جهت به¬کارگیری این قطعات در مدارها، استخراج مدل سیگنال کوچک آنها می¬باشد. مدل سیگنال کوچک بیان کننده¬ی عناصر پارازیتی ذاتی و غیر ذاتی وابسته به تغذیه است که در این پروژه به استخراج آن می¬پردازیم. ابتدا نگاه مختصری به تکنولوژی hemt داشته و سپس مدل سیگنال کوچک ترانزیستور gan hemt با در نظر گرفتن تمام عناصر پارازیتی ارائه می¬شود. روند استخراج مدل سیگنال کوچک با جستجو در راستای یافتن بهترین مقدار خازن-های غیرذاتی شروع می¬شود، سپس با جستجوی مقادیر سلف¬ها و مقاومت¬های غیرذاتی ادامه پیدا کرده و در نهایت مقادیر عناصر ذاتی وابسته به تغذیه استخراج می¬گردد. مدار معادل مورد استفاده در این پروژه دارای 22 عنصر پارازیتی است که شامل 10 پارامتر ذاتی وابسته به تغذیه¬ و 12 عنصر غیرذاتی می¬باشد. در انتها نیز صحت و دقت این روش با استفاده از مقایسه¬ی مقادیر اندازه¬گیری شده و شبیه¬سازی شده¬ی یک ترانزیستور 6 واتی gan hemt با عرض گیت mm1.2 و تعداد گیت 3 به اثبات رسیده است.

یکی از مناسب ترین راهکار ها برای رویارویی با معضل تأمین انرژی در جهان امروز، مهار انرژی خورشیدی توسط ادوات فتوولتایی است. اگرچه در حال حاضر ادوات خورشیدی غیرآلی سهم غالب را در بازار جهانی دارند، هزینه ی بالای این نوع ادوات استفاده از آن ها را در مقیاس های بزرگ محدود می نماید. از این رو در سال های اخیر، تحقیقات گسترده ای در زمینه ی فناوری های فتوولتایی ارزان، از جمله ادوات فتوولتایی آلی، صورت گرفته است. ویژگی های جالب این نوع ادوات شامل ساخت آسان، هزینه ی پایین، انعطاف پذیری بالا، نیمه شفاف بودن، سازگاری با سایر ادوات الکترونیکی آلی و قیمت بسیار پایین، آن ها را برای استفاده در بسیاری از کاربرد ها مناسب می نماید. دو چالش اساسی در زمینه ی این ادوات، بازدهی و طول عمر نسبتا کم آن ها در مقایسه با سایر فناوری های فتوولتایی است. در سال های اخیر، دانشمندان تلاش کرده اند که با ارائه ی ایده های نوین و سنتز مواد جدید، بازدهی این نوع سلول ها را افزایش دهند. نتیجه ی این تلاش رسیدن به بازدهی بیش از 12% است؛ هم چنین، طول عمر این سلول ها نسبت به نظایر غیرآلی خود بسیار پایین تر است. با کپسوله کردن این ادوات تا حدی می توان طول عمر آن ها را افزایش داد، اما این منجر به افزایش قیمت این قطعات می شود. به منظور بهبود بازدهی و طول عمر این سلول ها، ابتدا نیاز به درک و توصیف فرایندهای فیزیکی حاکم بر آن ها و سپس کنترل این فرایند ها در راستای مناسب می باشد. با مدل سازی رفتار این نوع سلول ها از جهات مختلف می توان به این اهداف دست یافت. در این پژوهش سه جنبه ی اساسی، یعنی رفتار الکتریکی، نوری و حرارتی سلول مد نظر قرار گرفته شده است. این سه مدل تشکیل یک مدل سه گانه را می دهند که قادر است رفتار سلول خورشیدی را از سه جهت متفاوت مدل کند. ابتدا با معرفی روشی نوین برای استخراج مقاومت سری متغیر با ولتاژ در سلول های خورشیدی آلی و گنجاندن این مقاومت در مدل الکتریکی عددی، به مدل الکتریکی بهبود یافته ای دست یافتیم. سپس با استفاده از این مدل، تأثیر استفاده از حلال های مختلف بر عملکرد سلول های خورشیدی آلی را بررسی کردیم. پس از آن، با توسعه ی مدل نوری یک بعدی سلول های خورشیدی (مدل ماتریسی) به تخمین جریان اشباع معکوس و توان حرارتی تولیدی در واحد سطح یک سلول خورشیدی آلی در لایه های مختلف آن پرداختیم. بدین ترتیب، سهم هر لایه در تولید انرژی حرارتی تعیین شد. این مدل در سایر ادوات فتوولتایی نیز کاربرد داشته و با استفاده از آن می توان بسیاری از پارامتر های مهم قطعه از جمله ضخامت لایه، تعداد فوتون های جذب شده و غیره را به دست آورده و یا بهینه سازی نمود. در نهایت، با توسعه ی دو مدل حرارتی سه بعدی (مدل ماتریسی و مدل مقاومتی)، به آنالیز حرارتی سلول های خورشیدی آلی پرداختیم. این دو مدل قابل استفاده در سایر ادوات الکترونیک نوری هم چون دیود های نوری نیز هستند. با استفاده از مدل حرارتی ماتریسی می توان رفتار حالت گذرا و حالت دائم یک قطعه را پیش بینی نمود. مدل مقاومتی از مدل ماتریسی ساده تر و سریع تر است؛ لذا، در مواردی که رفتار حالت گذرای سیستم اهمیتی ندارد، می توان از این مدل بهره جست. این موضوع بخصوص در مسائل بهینه سازی اهمیت می یابد.

حکومتها از بدو تشکیل تاکنون همگی برای دوام و ثبات خود به مساله کارگزاران و مدیران صالح توجه خاصی نموده اند در حکومت امیرالمومنین علی (ع) نیز به کارگزاران حکومتی و رعایت ویژگیهای آنها اهمیت زیادی داده شده است که ، توجه به آن نکات ارزنده ای را فراروی جوامع اسلامی معاصر می گذارد. از دیدگاه جامعه شناسی در حکومت علی (ع) برای انتخاب کارگزاران به پایگاه اجتماعی، اقتصادی، دینی و ... آنها همچنین به صلاحیتهای علمی تخصصی ، دینی ، اخلاقی و ... عنایت ویژه ای شده است. حکومتها تنها با مدیریت کارآمد و لایق می توانند از مشروعیت مردمی برخودردار باشند و در این میان تفاوتی میان حکومتهای دینی و غیردینی وجود ندارد. در سیره امیرالمومنین علی (ع) توجه به عنصر مدیریت در رفتار کارگزاران حکومتی از درجه اهمیت فوق العاده ای برخوردار است ، همچنین علاوه بر گزینش دقیق و ضابطه مند کارگزاران به عنصر حاکمیت قانون، بر نحوه عملکرد کارگزاران توجه خاصی شده است . چرا بدون وجود قانون ناظر بر رفتار کارگزاران - همانطور که تجربه حکومتها تا به امروز نشان داده شده است - همه حکومتها پس از مدتی به واسطه فسادهای مالی اداری ، اخلاقی و ... در سراشیبی انحطاط و سقوط می افتند. توجه به نظارت قانون بر رفتار مدیران و کارگزاران دولتی در غرب تنها از زمان جان لاک (1704-1632) به بعد در اندیشه سیاسی متفکران سیاسی بروز کرده است. از دید جامعه شناسی سیاسی در ثبات و دوام نظامهای سیاسی مولفه های بسیاری نقش ایفا می کند که از آن جمله سلامت اخلاقی، دینی، مالی و ... کارگزاران ، توجه به اصلاحات اقتصادی و رفع حوایج و مشکلات مردم بپرهیز از ظلم و ستم به مردم و ... می باشد. بی جهت نیست که علی (ع) پس از انتخاب کارگزاران خود به نظارت مستقیم و بلاواسطه خود بر آنها مبادرت ورزیده و آنان را از هر گونه کوتاهی درانجام وظایف محوله برحذر می داشتند.