شبیه سازی مکانیزم انتقال جریان در سلول های خورشیدی پلیمری

سلول های خورشیدی مبتنی بر پلیمرها در سال های اخیر به دلیل راحتی تهیه پلیمرها و ارزانی آن ها به شدت مورد توجه قرار گرفته اند. در دهه 1960 مطالعات اساسی بر روی خواص نوری و الکترونیکی مولکول های الی انجام شد و این مطالعات تا دهه 1980 زمانی که مولکول های آلی کوچک با درجه خلوص بالا و ساختار و خواص مناسب در دمای اتاق در قیلم های نازک با استفاده از تکنیک های فاز بخار سنتز شدند ادامه یافت. با گسترش این تکنیک ها یک سلول خورشیدی الی با ساختار ناهمجنس با بازده تبدیل توان در حدود%1 توسط تانگ در سال 1986 ساخته شد. با ظهور پلیمرهای مزدوج در دهه 1990 با درجه خلوص بالا ساخت سلول های فوتوولتای آلی با موادی که به راحتی در محلول تجزیه و تحلیل می شوند، آغاز شد برای محاسبه پاراترهای سلول های خورشیدی از قبیل ولتاژ مدار باز، جریان اتصال کوتاه، بازده کوانتومی و غیره ابتدا باید چگالی حامل ها و مکانیزم انتقال این حامل ها مورد بررسی قرار گیرد. در این راستا در این پایان نامه روشی برای مدل سازی انتقال جریان در سلول های خورشیدی ارایه کرده ایم. در این روش ما مدل شاکلی-کوییسر و مدل دیوید کلاسیک که هر کدام از دیدگاه متفاوت سلول خورشیدی را بررسی می کنند باهم ترکیب کرده ایم.تیوری شاکلی کوییسر به سلول خورشیدی مانند یک جعبه سیاه از بیرون نگاه می کند و فرایند های درونی سلول خورشیدی را بررسی نمی کند. در مقابل تیوری دیود کلاسیک فرایندای داخلی سلولی خورشیدی را بررس می کند و با جایگزین کردن کمیت های ماکروسکوپی با کمیت های میکروسکوپی، پدیده های الکترونیکی –نوری درون سلول خورشیدی را مورد بررسی قرار می دهد. ما با استفاده از ایده موجود در تیوری تعادل دقیق این دو مدل را باهم ترکیب کرده ایم و یک مدل کلی برای سلول خورشیدی بدست آورده ایم. در این مدل کلی با تغییر زمان گسسته شدن اکسایتون در داخل ناحیه فعال می توانیم هر دو ویژگی اکسایتونی و دو قطبی را در سلول خورشیدی مشاهده می کنیم برای این منظور ماجذب نور و تشکیل اکسیتون، انتقال اکسیتون و گسسته شدن به حامل های آزاد و در نهایت انتقال حامل ها و جمع شدن در اتصالات را در سلول خورشیدی بررسی کرده ایم. سپس با مدل سازی هر کدام از رخدادها مکانیزم جریان را تعیین کرده ایم. در فصل اول ما مفاهیم موجود در سلول های خورشیدی تیوری های موجود برای انتقال ، انواع سلول های خورشیدی ساختار پلیمرها رابررسی کرده ایم. سپس در فصل دوم مدل های مورد استفاده و روابط موجود در این مدل را معرفی کرده ایم. در نهایت در فصل سوم نتایج حاصل از شبیه سازی مدل های ارایه شده در فصل دوم را به صورت دقیق تجزیه و تحلیل کرده ایم