بهینه سازی طراحی بازتابنده های براگ توزیع یافته مبتنی بربلور های فوتونی یک بعدی حاوی مواد دوبعدی گالیم سولفید و گالیم سلناید برای سلول های خورشیدی فضایی

سلول های خورشیدی فراگیرترین و قابل اعتمادترین سیستم های تولید انرژی برای کاربردهای هوافضا هستند. بازتابنده های براگ توزیع یافته باعث به دام افتادن نور عبوری از سلول خورشیدی می شوند که در نتیجه راندمان تبدیل توان سلول های خورشیدی را بهبود می بخشند. بنابراین طراحی دقیق این ساختارها بسیار حائز اهمیت است. در این پژوهش، بلورهای فوتونی یک بعدی مبتنی بر مواد دوبعدی GaSوGaSe بر اساس ماتریس مشخصه اپتیکی مورد مطالعه قرار گرفته است. ساختار اول بلور فوتونی یک بعدی شامل چندلایه هایی از مواد دوبعدی گالیم سلناید و میکای مسکویت [GaSe/Mica]Nو طراحی دوم حاوی چندلایه هایی از مواد دو بعدی گالیم سولفید با لایه دوم یکسان با طراحی اول [GaS/ Mica]N است. در ساختارهای طراحی شده با افزایش ضخامت لایه های مورد نظر پهنای گاف باندی فوتونی افزایش یافته و طول موج اولیه و نهایی پنجره بازتابی به سمت طول موج های بلند تر انتقال پیدا می کند. پارامترهای نوری بهینه سازی شده و طیف های بازتابی بررسی شده بیانگر محدوده طول موجی پهن تر ماده دو بعدی GaSe نسبت به GaSمی باشد. برای بررسی نقش ساختارهای DBR طراحی شده بر پارامترهای اساسی سلول های خورشیدی فضایی، از مدل سلول خورشیدی تک دیودی با اثرات تابشی در شرایط AM۰ برای مدار LEO در حالت های BOL و EOL استفاده کرده ایم. از نتایج به دست آمده از این رویکرد می تواند به طور موثر برای بهبود عملکرد سلول های خورشیدی فضایی مورد استفاده قرار گیرد. از این رهیافت می توان به طور موثری برای بهبود کارایی سلول خورشیدی فضایی بهره برد.

Keywords:

Solar Cell , One-dimensional photonic crystals , Distributed Bragg reflector , Optical characteristic metrix method , Two-dimensional gallium sulfide , Two-dimensional gallium selenide , LEO Orbit