12829

12829

طراحي و بهينه سازي سلول هاي خورشيديِ سيليكوني و امكان سنجي تامين روشنايي معابر استان گيلان با سيستم هاي فتوولتائيك

كارشناسي ارشد

برق - الكترونيك

بهمن ماه 1392

بهمن ماه 1392

دكتر شهرام محمد نژاد

چكيده امروزه كاهش ضخامت لايه فعال در سلول¬هاي سيليكوني، روند فزاينده¬اي را دنبال مي¬نمايد. از طرفي با كاهش ضخامت، فضاي موثر براي جذب فوتون¬ها نيز كمتر مي¬شود. بنابراين بايد روش¬هاي تله اندازي فوتون¬ها در لايه فعال سلول سيليكوني اعمال گردند. انواع مختلفي از روش¬هاي تله اندازي نور از جمله ساختارهاي: بافت دار¬شده، پلازمونيك، چندلايه و پراش¬دهنده و .... پيشنهاد شده است. از بين اين ساختارها، انواع متناوب به دليل كنترل بيشتر بر روي پارامترهاي هندسي ساختار و اثر بيشتر بر تله اندازي نور، پركاربردتر مي¬باشند. در سلول سيليكوني با ضخامت كم، بخشي از فوتون¬ها در اثر عدم جذب، از لايه فعال عبور نموده و تلف مي¬شوند. در اين پروژه، با استفاده از بازتابنده برَگ توزيع شده اين فوتون¬ها در يك پهناي باند مشخص دوباره به ناحيه سيليكوني بازگردانده مي¬شود. پارامترهاي تاثير گذار در عملكرد بازتابنده برَگ، جنس لايه¬ها و تعداد آنها مي¬باشند كه مقادير مناسب براي اين پارامترها انتخاب شده است و در نهايت بازده سلول را به ميزان 2.8 درصد افزايش داده است. سپس براي افزايش پهناي باند بازتاب از دو ساختار بازتابنده برَگ در كنار هم، استفاده گرديده كه موجب بازتاب بخش اعظمي از طيف تابشي قابل جذب توسط سيليكون و افزايش بازده به ميزان 3.5 درصد گرديده است. توري پراش نيز باعث مي¬گردد كه فوتون¬هاي جذب نشده در اثر برخورد به اين ساختار، طول مسير نوري آنها افزايش يابد و در نتيجه بهبود جذب و افزايش بازده سلول را به همراه دارد. پارامترهاي موثر در عملكرد توري پراش، جنس توري و شكل هندسي آن مي¬باشد. ابتدا مواد مناسب براي استفاده در توري پراش انتخاب شده¬اند و سپس تمامي پارامترهاي هندسي موثر بر عملكرد بهتر توري از قبيل: دوره تناوب، ارتفاع و عمق پروفايل توري و ... مورد بررسي قرار گرفته¬اند و مقادير مناسب براي هر كدام پيشنهاد گرديده كه سرانجام باعث افزايش بازده سلول به ميزان 6 درصد شده¬اند. در بخش نهايي نيز با استفاده از سلول¬هاي خورشيدي به طراحي و امكان¬سنجي روشنايي خورشيدي براي معابر پرداخته شده است. واژه‌هاي كليدي: سلول خورشيدي، تله اندازي نور، بازتابنده برَگ توزيع شده ، توري پراش.