طراحی ساختار بهینه در به دام انداختن نور برای سلول های خورشیدی فیلم نازک سیلیکونی

مهدی گتابی¹ کیازند فصیحی² محسن درمان³

1) شرکت برق منطقه ای مازندران، گروه مهندسی برق، دانشگاه گلستان، گرگان
2) گروه مهندسی برق، دانشگاه گلستان، گرگان
3) گروه مهندسی برق، دانشگاه گلستان، گرگان

محل انتشار : اولین کنگره بین المللی نوآوری در مهندسی و توسعه تکنولوژی(iceiconf.ir)
چکیده :
در یک سلول خورشیدی از نوع فیلم نازک سیلیکونی حدود 30 درصد از نور خورشیدی که به سلول تابیده می شود منعکس می شود. میزان بازتاب نور از سطح سلول به طول موج فوتون های تابیده شده بستگی دارد. در شبیه سازی اولیه معادله نرخ تولید الکترون حفره ناشی از تابش فوتون ها به سطح خورشید و سپس محاسبه چگالی جریان ناشی از تولید این حامل ها از بازتاب نور در سطح سلول خورشیدی صرفنظر گردید. سپس در این مقاله ساختار بهینه ای در به دام انداختن نور برای افزایش بهره وری سلول های خورشیدی فیلم نازک سیلیکونی، ارائه می کنیم. این ساختار متشکل از یک پوشش ضد انعکاس (AR) ، یک لایه ی فعال سیلیکونی، و یک منعکس کننده ی بازگشتی به صورت فتونیک کریستال یک بعدی به همراه گریتینگ می باشد. ما نشان داده ایم که با طراحی دقیق ساختار جهت به دام انداختن نور ، می توان به بهبود قابل توجهی در عملکرد سلول هایی با لایه های فعال بسیار نازک سیلیکونی ( 2 تا 10 میکرومتر) دست یافت. که این امر به علت افزایش قابل توجه جذب در طول موج با رنج 800 تا 1100 نانو متر می باشد. که به واسطه منعکس کننده فتونیک کریستالی یک بعدی ایجاد شده علت دیگری که باعث بهبود عملکرد سلول خورشیدی گردیده طراحی دقیق پوشش ضد انعکاس (AR) می باشد نتایج شبیه سازی نشان می دهد استفاده از ساختار بهینه در به انداختن نور باعث جذب بیشتر فوتون ها و در نتیجه افزایش قابل توجه در جذب و چگالی جریان سطحی سلول های خورشیدی فیلم نازک سیلیکونی می شود
کلمات کلیدی : سلول خورشیدی فیلم نازک سیلیکونی به دام انداختن نور پوشش ضد انعکاس DBRs گریتینگ