طراحی و شبیه سازی سلول های خورشیدی پروسکایت در نرم افزارScsaps با ZnOو گرافن

مهران حسین زاده دیزج¹

1) دکتری برق-الکترونیک

محل انتشار : چهارمین کنگره بین المللی مهندسی، فناوری و نوآوری(eticong.com/4th)
چکیده :
امروزه، نیاز به انرژی های اولیه و ثانویه همواره برای برآورده کردن انرژی مورد نیاز بشر در حال افزایش است. در حقیقت منابع متشکل از سوخت های فسیلی محدود هستند و در عین حال استفاده از این منابع می تواند مشکلات زیست محیطی و آلودگی را به همراه آورد. در سال های اخیر سلول های خورشیدی به عنوان جایگزینی برای تولید انرژی های تجدید پذیر، پایدار و عاری از آلودگی مورد استفاده قرار گرفته اند. بهره تبدیل توان به شدت به ساختار دستگاه و فرایند ساخت سلول خورشیدی بستگی دارد. از مواد گوناگونی به عنوان لایه انتقال در سلول ها مورد استفاده قرار گرفته است TIO2.یکی از این مواد است که به طور گسترده ای به عنوان لایه انتقال الکترون مورد استفاده قرار گرفته است، اما در حال حاضر ZnO یک ماده مهم و قابل توجه دیگری است که اخیرا بیش ازTIO2مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین سلول های خورشیدی پروسکایت نسل جدید سلول های خورشیدی به شمار می روندکه از خانوتده نانو هستند. درحال حاضر سلول های خورشیدی پروسکایت ( PSC) به عنوان یک سلول امیدوارکننده در صنعت الکترونیک، به دلیل بهره تبدیل توان بالا و نیز ساخت با هزینه ای به نسبت کمتر از ساخت یک سلول خورشیدی سیلیکونی و همچین قابلیت انعطاف پذیری بالا که منجر به استفاده از پروسکایت بر روی انواع زیرلایه های مختلف شده می باشد. همچنین استفاده از گرافن به عنوان مهمترین ماده فتوولتائیک بنیادی برای تبدیل فتوانرژی پدیدار و مورد استفاده قرار گرفته است. از گرافن به عنوان الکترود شفاف، به عنوان لایه فعال بین لایه ها، لایه انتقال الکترون و حفره یا به عنوان لایه جداکننده الکترون و حفره در ساخت سلول های خورشیدی مورد استفاده قرار می گیرد. در این مقاله هدف، یافتن بهترین ساختار با بالاترین بهره تبدیل توان در سلول های خورشیدی است و در ادامه خواهیم دید که با استفاده همراه با پروسکایت، ZnO و گرافن به بهره تبدیل توان 16 درصدی با هزینه ساخت پایینی دست خواهیم یافت.
کلمات کلیدی : سلول خورشیدی;پروسکایت;شبیه سازی;گرافنZnO;