27966

طراحي سلول‌هاي خورشيدي سيليكوني كريستالي با بازدهي بالا با اتصالات همگون- ناهمگون

كارشناسي ارشد

مهندسي برق

1399

1401/10/21

محمدعظيم كرمي

مهندسي برق

در اين پايان‌نامـه، اثر درجـه‌بنـدي آلايـش لايه‌هـاي (p)a-Si:H و (n)a-Si:H و اثر جايگـزيني لايـه‌هاي (p)a-SiGe:H و (p)a-SiC:H با لايه اميتر (p)a-Si:H بر شـكاف‌باند، و همچنين درجـه‌بنـدي آلايـش لايه امـيتر (p)a-SiGe:H بر روي عملكرد يك سلول خورشيدي سيليكوني ناهمگون ارزيابي شده است. علاوه بر اين، نمودار باند انرژي، نرخ بازتركيب، ميدان الكتريكي و غلظت الكترون و حفره، بررسي و مقايسه شده است. اين تحقيق نشان داد لايه اميتر a-Si:H به دليل ضريب جذب بالا، چگالي نقص بالا، رسانايي كم و نرخ بازتركيب بالا، عملكرد سلول خورشيدي را بدتر مي‌كند. با تقسيم لايه اميتر به دو لايه جداگانه و همچنين تقسيم لايه (n)a-Si:H به دو لايه جداگانه، بازدهي 1/27% در مقايسه با ساختار بدون درجه‌بندي آلايش، افزايش مي‌يابد. همچنين با جايگزين‌كردن لايه (p)a-SiGe:H با لايه (p)a-Si:H و درجه‌بندي آلايش آن، بازدهي 1/41% در مقايسه با ساختار بدون درجه‌بندي آلايش، افزايش مي‌يابد. اين افزايش بازدهي ناشي از كاهش نرخ بازتركيب و افزايش ميدان الكتريكي و كاهش ضريب جذب در لايه اميتر است. همچنين با بررسي اثر شـكاف‌باند لايـه‌هاي (p)a-Si:H و (p)a-SiGe:H و (p)a-SiC:H، بازدهـي در ساخـتار با لايه امــيتر (p)a-Si:H، به اندازه‌ي 0/28% و بازدهـي در ساخـتار با لايـه امـيتر (p)a-SiGe:H، به اندازه‌ي 1/3% و بازدهـي در ساخـتار با لايـه امـيتر (p)a-SiC:H، به اندازه‌ي 1/32% افزايش مي‌يابد. اين افزايش قابل ملاحظه بازدهي با لايه‌هاي (p)a-SiGe:H و (p)a-SiC:H نسبت به لايه (p)a-Si:H ناشي از بهبود نرخ بازتركيب در لايه اميتر مي‌باشد.

1401/12/12

Design of high-efficiency crystalline silicon solar cells with homo–hetero junctions

1/11/2024 12:00:00 AM

In this thesis, the effect of doping grading of (p)a-Si:H and (n)a-Si:H layers and the effect of replacing (p)a-SiGe:H and (p)a-SiC:H layers with (p)a-Si:H emitter layer on the bandgap, as well as the doping grading of (p)a-SiGe:H emitter layer on the performance of a heterojunction silicon solar cell have been investigated. In addition, energy band diagram, recombination rate, electric field and electron and hole concentration have been investigated and compared. The a-Si:H emitter layer deteriorates the solar cell performance due to its high absorption coefficient, high defect density, low conductivity and high recombination rate. By dividing the emitter layer into two separate layers and also dividing the (n)a-Si:H layer into two separate layers, the efficiency increases by 1.27% compared to the structure without doping grading. Also, by replacing the (p)a-SiGe:H layer with the (p)a-Si:H layer and its doping grading, the efficiency increases by 1.41% compared to the structure without doping grading. This increase in efficiency is caused by the decrease in the recombination rate and the increase in the electric field and the decrease in the absorption coefficient in the emitter layer. Also, by examining the band gap effect of (p)a-Si:H, (p)a-SiGe:H and (p)a-SiC:H layers, the efficiency in the structure with (p)a-Si:H emitter layer is 0.28% and the efficiency in the structure with (p)a-SiGe:H emitter layer is 1.3% and the efficiency In the structure with (p)a-SiC:H emitter layer, it increases by 1.32%. This significant increase in efficiency with (p)a-SiGe:H and (p)a-SiC:H layers compared to the (p)a-Si:H layer is due to the improvement of the recombination rate in the emitter layer.

سـلول خورشيدي سيليكوني , درجـه‌بندي آلايش , شكاف باند , a-SiGe:H , a-SiC:H

silicon solar cell , doping grading , bandgap , a-SiGe:H , a-SiC:H

Mahmood Roshandel bana

Mohammad Azim Karami