ساخت سلول خورشیدی با اصتال ‏‎pn‎‏ بوسیله لایه نشانی از نوع رونشستی باریکه مولکولی ‏‎(mbe)‎‏

هدف از این پایان نامه طراحی و رشد سلول خورشیدی با ساختار ‏‎pn‎‏ از جنس نیمه هادی گالیم آرسناید به روش باریکه مولکولی ‏‎(mbe)‎‏ می باشد. اساس تولید انرژی الکتریکی در سلولهای خورشیدی پدیده فتوولتائیک است که طی آن در یک دیود ‏‎pn‎‏ برای تبدیل نور به انرژی الکتریکی نیاز است تا الکترونها و حفره های تولید شده توسط نور از یکدیگر جدا شوند و هرکدام به یکی از اتصالهای خارجی هدایت شود. برای تحقیق این امر به یک میدان الکتریکی داخلی نیاز است که در نیمه هادی تولید شود و این نیز با استفاده از پیوند دیودی امکان پذیر است. در این پایان نامه سعی بر اینست که اصول اساسی سلولهای خورشیدی ‏‎iii-v‎‏ مرور شود و به این منظور به بررسی اثر تابش نور بر نیمه هادی و پیوند دیودی و نیز روابط و پارامترهای مهم در سلولهای خورشیدی دیودی پرداخته شود. رشد لایه های گالیم آرسناید به روش ‏‎mbe‎‏ استفاده شده است. در این روش که تحت خلا بسیار بالای 7-10 تور می باشد. باریکه های مولکولی عناصر گالیم آرسناید و ناخالصی نوع ‏‎n‎‏ سلیسیم بر روی سطح زیر لایه داغ بلور گالیم آرسناید با جهت بلوری (001) نشانده شده است. طی این آزمایشها سه لایه به نامهای ‏‎l122np2 (پیوند ‏‎pn‎‏ ) ‏‎l120pd31‎‏ (پیوند ‏‎pn‎‏ ) و 0‏‎l120pd3‎ رشد داده شد.در لایه اول ضخامت لایه رشد داده شده ‏‎(n)‎‏ 2 میکرومتر و میزان غلظت الکترونها 16 10 بر سانتی متر مکعب می باشد و با اندازه گیریهایی که با تابش نور توسط یک چراغ آزمایشگاهی با توان فوتونهای تابش شده ‏‎14,6412 mw/cm2‎‏ صورت گرفت و با توجه به مساحت قطعه (60،6 سانتی متر مربع) بازده 86/13 درصدی بدست آمد و برای مورد دوم ضخامت لایه رشد شده 25/0 میکرومتر و میزان غلظت الکترونهای لایه ‏‎n‎‏ 17 10 5،7 بر سنتی متر مکعب می باشد و با توجه به مساحت (60، 0 سانتی متر مربع) بازده 3/21 درصدی بدست آمد. اما قطعه سوم یک پیوند ‏‎pin‎‏ می باشد که در ابتدا یک لایه ‏‎n‎‏ با ضخامت 9/0 میکرومتر با غلظت تقریبا 16 10 *3، 0 بر سانتی متر مکعب بر روی لایه ‏‎p‎‏ رشد داده شد و سپس یک لایه ‏‎n‎‏ دیگر البته با غلظت به مراتب خیلی بیشتر از لایه ‏‎n‎‏ اولی (17 10 5، 6 ) ‏‎n‎‏ و با ضخامت 1. 0 میکرومتر بر روی لایه ‏‎n‎‏ اولی رشد داده شد و با توجه به مساحت قطعه (1. 0 سانتی متر مربع) بازده 2/18 درصدی بدست آمد. در ادامه همین اندازه گیریها اندازه گیریهای منحنی ‏‎i-v, c-v‎‏ و منحنی های غلظت برحسب ناخالصی برای هر قطعه بدست آمدند و برای لایه ‏‎l120 pd31‎‏ نتیجه اندازه گیری اثر هال بدست آورده شد که قابلیت تحرک الکترونهای این لایه ‏‎3848,7 cm2/v.s‎‏ حاصل گردید.