طراحي و شبيه سازي سلول¬هاي خورشيدي لايه ‌نازك چالكوجنايد با استفاده از ساختارهاي مختلف لايه هاي بافر به‌منظور افزايش بازدهي

كارشناسي ارشد

ساختار جديدي از سلول خورشيدي لايه‌نازك چالكوجنايد با استفاده از برنامه شبيه¬ساز يك‌بعدي SCAPS مورد شبيه¬سازي قرارگرفته است. در اين پژوهش، علاوه بر بهينه‌سازي ساختار CZTS/CdS، ساختار CZTS/ZnMgO، و ساختارهاي مبتني بر لايه جاذب دوتايي CZTSSe/CZTS/CdS و CZTSSe/CZTS/ZnMgO پيشنهاد و تحليل‌شده است. افزايش ضخامت لايه جاذب به‌اندازه‌ي μm 3، موجب بهبود بازدهي، ولتاژ مدارباز و جريان اتصال كوتاه به ترتيب در حدود % 35، % 15 و % 15 شده -است. با اضافه كردن لايه جاذب CZTSSe در پايين لايه جاذب CZTS، بازدهي، ولتاژ مدارباز و جريان اتصال كوتاه به ترتيب در حدود % 60، % 30 و % 45 بهبوديافته ¬¬است. ضخامت بهينه¬ي لايه بافر در ساختار CZTSSe/CZTS/CdS و CZTSSe/CZTS/ZnMgO به ترتيب nm 150 و nm 125 است. با افزايش دما از K 300 تا K 400، پارامترهاي فتوولتائيك V_oc، J_sc، FF و η سيري نزولي دارند. بهينه‌ترين ساختار پيشنهادي CZTSSe/CZTS/ZnMgO هنگامي‌كه لايه بافر داراي ضخامت nm 50 مي¬باشد، زماني به دست مي¬آيد كه شكاف باند لايه¬هاي جاذب CZTSSe و CZTS و لايه بافر ZnMgO به ترتيب برابر eV 9/0، eV 5/1 و eV 48/3 باشد. همچنين در اين مقاله، بازدهي بالاي سلول خورشيدي لايه‌نازك مبتني بر CZTSSe، % 94/15= η براي سلول خورشيدي با لايه بافر CdS و % 77/15= η براي سلول خورشيدي با لايه بافرZn_0.8125 Mg_0.1875 O به‌دست‌آمده ¬است.

193454

دانشگاه علم و صنعت ايران

الكترونيك

دكتر محمدنژاد