بررسی عوامل افزایش بازده در سلول خورشیدی ناهمجنس با نقاط کوانتومی
Publish place: Iranian Journal of Applied Physics، Vol: 9، Issue: 1
Publish Year: 1398
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: Persian
View: 467
This Paper With 13 Page And PDF Format Ready To Download
- Certificate
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_JAPAZ-9-1_002
تاریخ نمایه سازی: 8 اردیبهشت 1399
Abstract:
ضخامت لایه نقاط کوانتومی و نیمهرسانای شفاف با شکاف بزرگ، میزان ناخالصی لایه نقاط کوانتومیو نوع فلز آند از جمله عوامل تاثیرگذار بر بازده سلولهای خورشیدی نقطه کوانتومی ناهمجنس (HQDSC) میباشند. در این مقاله با استفاده از نرمافزار کامسول نسخه 4/5، ابتدا سلولی شامل یک لایه از نقاط کوانتومی سولفید سرب (PbS) پوشیده از لیگاندهای کوتاه و یک لایه نیمهرسانای اکسید روی (ZnO) و آندی از جنس طلا شبیهسازی شد و بازده تبدیل توان (PCE) 2.62 درصد برای پیوند شاتکی و 7.95 درصد برای پیوند اهمی میان لایه نقاط کوانتومی و فلز آند به دست آمد. سپس، میزان ناخالصی لایه PbS با چگالی (cm-3) 1015 و 1016 و 1017 بررسی شد که بیشترین بازده به میزان 7.95 درصد با انتخاب چگالی ناخالصی cm-31016، در حالت پیوند اهمی به دست آمد. بررسی تاثیر تغییر ضخامت لایه نقاط کوانتومی از 50 نانومتر تا 100 نانومتر نشان داد که بهبود بازده از مقدار 2.1 درصد به 2.91 درصد در حالت پیوند شاتکی و از مقدار 7 درصد به 8.12 درصد در حالت پیوند اهمی می شود، که به دلیل افزایش طول ناحیه تهی و در نتیجه افزایش میدان در محل پیوند است. با بررسی تاثیر تغییر ضخامت لایه نیمهرسانای ZnO از مقدار 70 نانومتر تا 150 نانومتر، کاهش بازده از 9.4 درصد به 6 درصد رسید که ناشی از محدودیت طول نفوذ اکسیتونها و جذب و بازترکیب آنها، پیش از رسیدن به اتصالهای فلزی آند و کاتد است. Factors affecting on heterojunction quantum dot solar cell’s efficiency includethickness of wide band transparent semiconductor and quantum dot layers, doping level of quantum dots layer and the type of metal used as anode. This paper represents a simulation of a structure consisting of a layer of short ligand coated PbS quantum dots and a layer of ZnO semiconductor and gold anode using COMSOL Multiphysics v5.4 x64. The primary model had 2.62% efficiency for a cell with a Schottky contact between anode and quantum dot layer and 7.95% efficiency for a cell with an ohmic contact. A sweep in doping level of quantum dots layer for 1015, 1016 and 1017 cm-3 led to 7%, 7.95% and 5.2% for ohmic contact and 2.6%, 2.62% and 2.2% for schottky contact, respectively. A sweep in thickness of PbS quantum dot layer from 50nm to 100nm resulted in an advance in cell’s efficiency from 2.1% to 2.91% for a cell with a schottky contact and from 7% to 8.12% for a cell with an ohmic contact, as a conclusion to increasing the depletion region’s length, hence an increase in electric field in the junction area. In addition, ZnO layer’s thickness from 70nm to 150nm showed a decrease in efficiency from 9.4% to 6% due to limitation of exciton’s diffusion length. These excitons are recombined before being harvested by anode and cathode.
Keywords:
Authors
الهام شیردل
دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران
محمد علی منصوری بیرجندی
دانشیار، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران
مراجع و منابع این Paper:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این Paper را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود Paper لینک شده اند :