شماره ركورد
13224
شماره راهنما(اين فيلد مربوط به كارشناس ميباشد لطفا آن را خالي بگذاريد)
13224
پديد آورنده
علي بهرامي
عنوان
بهبود عملكرد الكتريكي و نوري سلولهاي خورشيدي چندپيوندي با ارائه ساختار نوين پيوند تونلي و اصلاح روكش ضدبازتاب
مقطع تحصيلي
دكتري
رشته تحصيلي
برق
سال تحصيل
خرداد 1393
تاريخ دفاع
خرداد 1393
استاد راهنما
دكتر محمد نژاد
چكيده
چكيده
سلولهاي خورشيدي چندپيوندي شامل زيرسلولها، روكشهاي ضدبازتاب و پيوند تونلي هستند. به منظور بهينهسازي مشخصههاي الكتريكي و نوري سلولها، بايد اجزاي مختلف سلولها بهينهسازي شده و ساختارهاي جديدي براي آنها ارائه شود. در اين رساله ابتدا با انتخاب GaAs به عنوان زيرسلول پاييني سلولهاي خورشيدي دوپيوندي، شكاف باند ايدهآل سلول بالايي با استفاده از تئوري جامع حد تعادلي بهدست آمده است. سپس ساختار AlxGa1-xAs/GaAs با كسر مولي x برابر با 45/0 به عنوان تركيب بهينه عملي معرفي شده و ضخامت و ميزان آلايش لايههاي مختلف بهينه شدهاست. به منظور بهبود مشخصههاي نوري سلول، ابتدا روكشهاي ضدبازتاب تكلايه و دولايه شبيهسازي شده و بهينهسازيهاي لازم انجام شده تا ساختار ايدهآل حاصل شود. در ادامه براي جلوگيري از پيچيدگيهاي طراحي روكشهاي ضدبازتاب سهلايه، تركيب متقارن معكوسي از ضريبهاي شكست لايههاي بالا و پايين به جاي لايه مياني روكش پيشنهاد شده و ساختاري به منظور جايگزيني روكشهاي سهلايه ايدهآل ارائه شده است كه پس از بهينهسازي نمودار بازتابش كاملاً مشابهي در مقايسه با روكش سهلايه از خود نشان ميدهد. همچنين فرآيند بهينهسازي براي ساختار پيشنهادي به منظور ايجاد بازتابش بسيار پايين و كاملاً مسطح (ثابت) انجام شده است كه در نهايت ساختاري بهدست آمده است كه در محدوده طول موجي وسيعي به اندازه nm500 بازتابشي كمتر از 12/1 % از خود نشان ميدهد. بنابراين اين روكش ميتواند به نحو مطلوبي در سلولهاي خورشيدي چندپيوندي مورد استفاده قرار گيرد. به منظور بهبود عملكرد پيوندهاي تونلي نيز ابتدا ساختار پيوند تونلي چندلايهاي پيشنهاد شدهاست كه با نمايههاي توزيع مختلفي ميزان ناخالصي لايهها را افزايش ميدهد. در نهايت پيوندي تونلي مبتني بر ساختارهاي كوانتومي پيشنهاد شده است كه با آلايش دلتا افزايش قابلتوجهي در زمينه نقطه بيشينه جريان تونلزني از خود نشان ميدهد. به طوري كه پيوند تونلي ارائه شده قابليت تحمل جريان بسيار بالايي را داراست كه ميتواند حتي با پيشرفت فناوريهاي تمركز نور در سلولهاي خورشيدي چندپيوندي مبتني بر متمركزكنندههاي آينده نيز مورد استفاده قرار گيرد.
واژههاي كليدي: سلول خورشيدي؛ چندپيوندي؛ روكش ضدبازتاب؛ پيوند تونلي