دانلود پروژه:دانلود محصول: بهینه‎سازی عملکرد سلول خورشیدی لایه نازک CIGS با استفاده از نرم افزارهای SCAPS و SILVACO

تعداد 138صفحه در فایل word

چکیده

سلول‎های خورشیدی نانوساختار Cu(In_1-xGa_x)Se₂ (CIGS) که در مقیاس آزمایشگاهی راندمان نزدیک به 4/20 % برای آنها گزارش شده، امروزه مورد توجه بیشتر محققان قرار گرفته است. به علت وجود مواد با خواص فیزیکی متفاوت، درجات آزادی بهینه‎سازی عملکرد این سلول‎های چند‎لایه افزایش یافته است. تاکنون پیشرفت‎های زیادی در زمینه بهینه‎سازی عملکرد سلول‎های خورشیدی به طور تجربی به جای ارائه درک عمیق از مدل‎های فیزیکی و شبیه‎سازی مناسب صورت گرفته است. لذا اصلی‎ترین هدف از انجام این پایان‎نامه، شبیه‎سازی ساختار سلول لایه نازک CIGS مبتنی بر اطلاعات تجربی ارائه شده در مقالات معتبر برای لایه‎های مختلف می‎باشد. در این پایان‎نامه، بعد از شبیه‎سازی ساختار اولیه سلول با استفاده از Silvaco-Atlas^TM، بهینه‎سازی ضخامت لایه‎های سلول، بهینه‎سازی گاف انرژی لایه جاذب، که در نهایت سلول CdS/CIGS با راندمان 5/20 % توسط اطلس به دست آمد. در ادامه اثر لایه‎های بافر مختلف به عنوان جایگزین CdS بررسی و لایه اکسید روی با بازدهی 6/22 % به عنوان لایه بافر مناسب انتخاب شد. همچنین بررسی مشخصات سطح سلول و الگودهی به لایه اکسید رسانای شفاف (TCO) جهت بهبود جذب نور و افزایش راندمان سلول انجام شد. به منظور تسهیل در فرایندهای شبیه‎سازی سلول و به کارگیری مدل‎های بازترکیب پیچیده در فصل مشترک و درون لایه‎ها، برخی از تجزیه و تحلیل‎های مربوط به سلول CIGS توسط نرم افزار SCAPS انجام شده است. ضمن شبیه‎سازی ساختار اولیه با داده‎های تجربی، آنالیز فصل مشترک CdS/CIGS و فرایندهای بازترکیب آن، اثر سهم گالیم و گاف انرژی، معرفی لایه‎های بافر با گاف انرژی پهن Cd_1-yZn_yS و بهینه مقدار روی حدود 2/0 y=در این بافر، بهینه‎سازی ضخامت لایه‎های مختلف سلول، اثر مقاومت‎های اتلافی و اثر دما بر عملکرد سلول از جمله مواردی است که توسط شبیه‎ساز SCAPS در این پروژه انجام شد و مقدار بازدهی سلول توسط این شبیه ساز 5/21 درصد به دست آمد.

کلمات کلیدی: سلول خورشیدی، لایه نازک، CIGS، شبیه‎سازی،,SILVACO  .SCAPS