شبیه سازی و بررسی سلول خورشیدی کادمیوم تلوراید و بهبود عملکرد آن با ایجاد یک میدان الکتریکی در سطح پسین

در این مقاله سلول خورشیدی کادمیوم تلوراید CdTe)) با استفاده از نرم افزار SCAPS مورد شبیه سازی و بررسی قرار گرفته است و روشی برای بهبود بازده این نوع سلول خورشیدی ارائه شده است. ساختار پایه سلول خورشیدی کادمیوم تلوراید شامل لایه های Ni، CdTe، CdS و n-ZnO-Al است. با تابش نور خورشید به محل اتصال CdTe/CdS الکترون های این ناحیه برانگیخته شده و قبل از اینکه این الکترون ها با حفره ها بازترکیب شوند تحت تاثیر میدان الکتریکی حاصل از اتصال CdTe/CdS در خلاف جهت میدان حرکت کرده و موجب ایجاد جریان در سلول می شوند. این فرآیند در حالی صورت می گیرد که در انتهای سلول به دلیل ضعیف بودن این میدان الکترون های برانگیخته شده با حفره ها بازترکیب می شوند. در روش پیشنهاد شده، با اضافه کردن یک لایه قلع سولفاید به ضخامتμm ۴/۰ به لایه جاذب (CdTe)، یک میدان الکتریکی پشتی کمکی در جهت میدان اصلی ایجاد می شود که این میدان باعث کاهش بازترکیب حامل های تولید شده در طول موج های بلند در انتهای سلول شده و منجر به بهبود و افزایش بازدهی سلول نسبت به ساختار پایه سلول خورشیدی کادمیوم تلوراید از مقادیر اولیه بازده کوانتمی %۰۹/۱۹=η، ضریب پرشدگی %۱۴/۸۵=FF، جریان اتصال کوتاه mA/cm۲ ۲۵.۷=Jsc ، و ولتاژ مدار باز V ۰.۸۷=Voc به ترتیب به مقادیر %۹۸/۲۲، %۹۹/۸۵، mA/Cm۲ ۵۱/۳۲ و V ۸۲/۰ می گردد.

Keywords:

سلول خورشیدی , لایه جاذب , لایه بافر , میدان الکتریکی سطح پشتی , شکاف باند