315پ

Solar Cells Light Absorption Enhancement by Plasmonic Nanostructures

كارشناسي ارشد

فيزيك (حالت جامد)

دانشگاه پيام نور شيراز

1394

1394/4/23

عالي

120ص.

جلالي ، تهمينه

قرائتي جهرمي ، عبدالرسول

90-93

solar cell, plasmonic, finite element, transmission, absorption, current density.

با توجه به نياز روزافزون بشر به انرژي‌هاي بدون آلودگي و همچنين كاهش منابع سوخت فسيلي سلول‌هاي خورشيدي جايگزين مناسبي مي‌باشند كه اخيرا سرمايه‌گذاري زيادي را به خود جلب كرده‌اند. يكي از راه‌هاي كاهش هزينه در اين سلول‌ها استفاده از سلول‌هاي خورشيدي لايه نازك است، اما با كاهش ضخامت جذب نور در سلول كم مي‌شود و بازده سلول پايين مي‌آيد. يكي از عوامل اتلاف انرژي انعكاس و عبور نور از سلول مي‌باشد. يكي از روش‌هاي اخير براي افزايش جذب نور استفاده از نانوساختارهاي پلاسمونيكي در ساختمان سلول خورشيدي لايه نازك مي‌باشد. وجود اين ساختارها باعث تقويت گيراندازي نور مي‌شود و سطح مقطع پراكندگي بزرگي ايجاد مي‌كند، كه اين پراكندگي چگالي جريان مدار كوتاه را افزايش مي‌دهد و باعث افزايش بهره سلول خورشيدي لايه نازك مي‌گردد. بدين منظور با روش محاسباتي المان متناهي به شبيه‌سازي سلول‌هاي خورشيدي لايه نازك پلاسمونيكي پرداخته‌ايم. آرايه‌اي متناوب از نانوذرات طلا را در سلول بر روي زيرلايه دي‌الكتريك قرار داده‌ايم، طيف عبور و انعكاس را در سلول محاسبه نموده‌ايم. سپس جنس، دوره تناوب و شعاع نانوذرات را تغيير داده و اثر اين تغييرات را بر ميزان جذب نور درون سلول و افزايش بهره بررسي كرده‌ايم. علاوه بر اين‌ها اثرات ناشي از تغييرات جنس، شعاع و دوره تناوب نانوسيم‌ها، تغيير ضخامت لايه جاذب و نوع ماده دي‌الكتريك استفاده شده به عنوان لايه جاذب را در سلول خورشيدي با نانوسيم‌هاي طلا كه بر روي زيرلايه‌اي از دي‌الكتريك قرار گرفته‌اند، بحث و بررسي نموده‌ايم. در انتها چگالي جريان مربوطه را محاسبه كرده‌ايم. نتايج شبيه‌سازي‌ها نشان داده استفاده از نانوذرات و نانوسيم‌ها باعث افزايش بهره سلول و چگالي جريان مي‌گردد كه مي‌توان با تغيير پارامترهاي فيزيكي آنها را بهبود بخشيد.

1395/3/4

32378