19789

۱۹۷۸۹

شبيه سازي تأثير ضخامت و زبري سطح لايه جاذب بر بازده سلول هاي خورشيدي كالكوپيريتي

كارشناسي ارشد

فتونيك

۱۳۹۴

۱۳۹۷/۵/۱۵

دكتر دباغ كاشاني

دكتر ميركاظمي

فيزيك

سلول‌هاي خورشيدي كالكوپيريتي از نسل دوم سلول‌هاي خورشيدي هستند. در ساليان اخير تحقيقات بسياري در زمينه سلول‌هاي خورشيدي كالكوپيريتي انجام شده و تلاش‌هاي بسياري براي بهبود عملكرد آنها صورت گرفته است. يكي از عواملي كه مي‌تواند در عملكرد سلول‌هاي خورشيدي كالكوپيريتي مؤثر باشد، زبري سطح لايه‌هاي مختلف آن بوده كه تحقيقات چنداني بر روي آنها انجام نشده است. همچنين بهينه‌سازي ضخامت لايه جاذب CIGS ميتواند تأثير زيادي در عملكرد سلول‌هاي خورشيدي كالكوپيريتي و به علاوه كاهش هزينه‌هاي ساخت آن داشته باشد. بنابراين هدف اين پايان‌نامه، بررسي تأثير ضخامت و زبري سطح لايه جاذب CIGS بر بازده سلول خورشيدي كالكوپيريتي با استفاده از شبيه‌سازي به روش FDTD و با استفاده از نرم‌افزار لومريكال است. در اين تحقيق رفتار جذبي لايه CIGS تحت ضخامت‌ها و زبري سطح مختلف بررسي شده و نتايج و نمودار‌هاي حاصل از آن در ادامه آورده شده است. در اين پژوهش ضخامت لايه جاذب CIGS بهينه‌سازي شده و با ايجاد يك سطح زبر تصادفي، ميزان جذب لايه CIGS بر حسب زبري مؤثر(Sigma RMS) و طول همبستگي(Lc) به دست آمد. نتايج حاصل نشان مي‌دهند كه ضخامت 1500 نانو‌متر براي لايه جاذب CIGS مي‌تواند يك مقدار بهينه باشد و همچنين با بهينه‌سازي زبري مؤثر و طول همبستگي(Lc) مي‌توان به ميزان جذب حدود 99% دست يافت. واژه‌هاي كليدي: سلول خورشيدي كالكوپيريتي ، روش FDTD ، ضخامت لايه CIGS ، زبري سطح ، جذب

1397/09/26

Simulation of the influence of thickness and roughness of adsorbent surface on the efficiency of calcopyrite solar cells

8/6/2019 12:00:00 AM

Chalcopyrite solar cells are the second generation of solar cells. In recent years, many studies have been carried out on chalcopyrite solar cells and many efforts have been made to improve their performance. One of the factors that can influence the performance of chalcopyrite solar cells is the roughness of the surface of the various layers, which not enough research has been done on them. Also, optimizing the thickness of the CIGS absorbent layer can greatly affect the performance of chalcopyrite solar cells and, in addition, reduces its cost of production. Therefore, the aim of this thesis is to investigate the effect of thickness and roughness of the surface of the CIGS absorbent layer on the efficiency of chalcopyrite solar cells using FDTD simulation method and the Lumerical software. In this research, the absorption behavior of the CIGS layer is investigated under different thicknesses and roughness, and the results and diagrams are presented in the following. In this study, the thickness of the CIGS absorbent layer was optimized and by creating a random rough surface, the absorbance of the CIGS layer in terms of effective roughness (Sigma RMS) and correlation length (Lc) was obtained. The results show that the thickness of 1500 nm for the CIGS absorbent layer can be an optimized value, and by optimizing the effective roughness and the correlation length (Lc), an absorption of about 99% can be achieved. Keywords: Chalcopyrite solar cell, FDTD simulation, Thickness of the CIGS absorbent layer, Surface Roughness, absorption.